Considere as equações 1 e 2 abaixo:
Mostre, com cálculos:
a) se haverá formação de precipitado de carbonato de bário,
, ao misturarmos 350 mL de solução aquosa
de cloreto de bário,
, com 150 mL de solução aquosa
de carbonato de sódio,
.
a) se haverá formação de precipitado de carbonato de bário,
Passo 1
O que o enunciado dá e o que ele pede.
- Dados das soluções que serão misturadas:
- Volume de solução de cloreto de bário:
. - Concentração de
: . - Volume de solução de carbonato de sódio:
. - Concentração de
: .
- Volume de solução de cloreto de bário:
- Constante de solubilidade (dada na eq. 1):
-
O que o problema pede:
- Determinar, com cálculos, se haverá formação de precipitado de
quando as duas soluções forem misturadas.
Passo 2
Ideia e conceitos necessários (explicação didática).
- Solubilidade e produto de solubilidade: para o equilíbrio
a constante de solubilidade (produto iônico) é Aqui e são as concentrações molares em equilíbrio quando o sólido está presente. - Produto iônico instantâneo
: quando misturamos soluções, antes de qualquer precipitação atingir o equilíbrio, podemos calcular o produto iônico instantâneo Comparação: - Se
então o meio está supersaturado e ocorre precipitação até que caia para (ou um reagente se esgote). - Se
não ocorre precipitação (não há excesso que obrigue formação de sólido).
- Se
- Procedimento prático para este problema:
- Calcular as mols de
e fornecidas pelas soluções antes da mistura. - Calcular as concentrações iniciais após mistura (diluição para o volume total).
- Calcular
e comparar com .
- Calcular as mols de
Passo 3
Calcular as mols presentes antes da mistura.
- Cada mol de
fornece 1 mol de . Portanto as mols de são as mols de : - Cada mol de
fornece 1 mol de . Portanto as mols de são:
Passo 4
Calcular as concentrações iniciais após a mistura.
- Volume total após mistura:
- Concentração inicial de
(antes de qualquer precipitação): - Concentração inicial de
(antes de qualquer precipitação):
Passo 5
Calcular o produto iônico
e comparar com
.
- Produto iônico inicial:
Fazer a multiplicação passo a passo: portanto Arredondando razoavelmente: - Comparação com
: Observa-se que Como , a solução está muito supersaturada em relação a e haverá formação de precipitado até que o equilíbrio seja alcançado (ou até que algum reagente limitante se esgote).
Passo 6
Interpretação final e observação prática (dica para prova).
- Conclusão lógica: haverá precipitação de
. - Dica prática para a prova: sempre lembre que é preciso calcular concentrações após diluição (usar o volume total) e então comparar
com . Se quiser saber quanto precipita, estabelece-se uma variável que representa as mols precipitados e resolve-se o balanço estequiométrico até que ou até que algum reagente chegue a zero; neste exercício, a comparação simples já mostra precipitação imediata.
Resposta
Sim. Haverá precipitado de
, pois
.