Considere as reações abaixo,e considere um sistema que tenham todos esses reagentes:
(1) \mathrm{CaC}_{2} \mathrm{O}_{4}(\mathrm{~s}) \leftrightarrows \mathrm{Ca}^{2+}(\mathrm{aq})+\mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}{ }^{2}(\mathrm{aq})
(2) \mathrm{H}_{2} \mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{I}) \leftrightarrows 2 \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}{ }^{2}(\mathrm{aq})
(3) \widehat{( }\left(\mathrm{NH}_{2}\right)_{2} \mathrm{CO}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})+\Delta \mathrm{H} \rightarrow 2 \mathrm{NH}_{3} \widehat{1}(\mathrm{aq})+\mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g}) \uparrow
(4) \hat{\mathrm{NH}_{3}}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \leftrightarrows \mathrm{NH}_{4}{ }^{+}(\mathrm{aq}) \uparrow+\mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}) \uparrow

Desconsiderando a solubilidade pelo aquecimento do \mathrm{CaC}_{2} \mathrm{O}_{4}, o que acontece com a quantidade de \mathrm{CaC}_{2} \mathrm{O}_{4} quando:

Você aquece o sistema?

Passo 1

O enunciado dá quatro equilíbrios/relações e pede o que acontece com a quantidade de \mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4} sólido se você aquece o sistema, desconsiderando mudança de solubilidade direta do \mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4} por aquecimento. Dados relevantes (retirei exatamente do enunciado):
\text{(1)}\quad \mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4}(\mathrm{s}) \leftrightarrows \mathrm{Ca}^{2+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}(\mathrm{aq})
\text{(2)}\quad \mathrm{H}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}(\mathrm{aq}) + 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\ell) \leftrightarrows 2\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}(\mathrm{aq})
\text{(3)}\quad (\mathrm{NH}_{2})_{2}\mathrm{CO}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\ell) + \Delta H \rightarrow 2\mathrm{NH}_{3}(\mathrm{aq}) + \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g})\uparrow
\text{(4)}\quad \mathrm{NH}_{3}(\mathrm{aq}) + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\ell) \leftrightarrows \mathrm{NH}_{4}^{+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq})
Pergunta clara: ao aquecer o sistema (e ignorando efeito direto da temperatura na solubilidade do \mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4}), o que ocorre com a quantidade de \mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4}(\mathrm{s})?

Passo 2

Entender o efeito do aquecimento sobre a reação (3). A reação (3) está escrita com um termo \Delta H no membro dos reagentes, ou seja, é uma reação endotérmica (precisa de calor para ocorrer). Regra prática (Princípio de Le Châtelier, explico em seguida): se uma reação é endotérmica, adicionar calor favorece o avanço no sentido que absorve calor (o sentido direto, produtos). Assim, ao aquecer, a reação (3)
(\mathrm{NH}_{2})_{2}\mathrm{CO} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \xrightarrow{\text{calor}} 2\mathrm{NH}_{3} + \mathrm{CO}_{2}\uparrow
é deslocada para a direita — produz-se mais \mathrm{NH}_{3} (e \mathrm{CO}_{2}, que sai como gás pelo símbolo \uparrow).
Breve “aula” sobre Le Châtelier (sem jargões): se um equilíbrio é perturbado (por exemplo, aquecendo), o sistema reage de forma a contrariar essa mudança. Para uma reação endotérmica, o calor está do lado dos reagentes; aumentar temperatura é como adicionar um reagente extra (calor), então o equilíbrio se desloca para consumir esse “reagente extra”, isto é, para a direita.

Passo 3

Consequência do aumento de \mathrm{NH}_{3} no meio: a reação ácido–base (4) é
\mathrm{NH}_{3} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \leftrightarrows \mathrm{NH}_{4}^{+} + \mathrm{OH}^{-}.
Quando aumenta a concentração de \mathrm{NH}_{3}, esse equilíbrio se desloca para a direita (mais base disponível empurra a reação para formar os íons), produzindo mais \mathrm{OH}^{-} e mais \mathrm{NH}_{4}^{+}. Em linguagem simples: aquecer → mais \mathrm{NH}_{3} → solução fica mais básica (a concentração de \mathrm{OH}^{-} sobe).
Rápida explicação do que \mathrm{OH}^{-} faz: \mathrm{OH}^{-} é uma base forte em água e neutraliza \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+} (ácido) conforme
\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+} + \mathrm{OH}^{-} \rightarrow 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.

Passo 4

Efeito da maior \mathrm{OH}^{-} sobre a reação (2). A reação (2) é a ionização do ácido oxálico:
\mathrm{H}_{2}\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4} + 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \leftrightarrows 2\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+} + \mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}.
Se \mathrm{OH}^{-} aumenta, ele reage com \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+} e diminui a concentração de \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}. Pela mesma ideia de Le Châtelier: remover um produto ( \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}) desloca o equilíbrio para a direita, ou seja, a ionização do ácido oxálico aumenta — produz-se mais \mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}.
Portanto: aquecer → mais \mathrm{NH}_{3} → mais \mathrm{OH}^{-} \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+} é consumido → reação (2) desloca para a direita → [ \mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}] aumenta.

Passo 5

Efeito sobre o equilíbrio de solubilidade (1). Equilíbrio (1) é
\mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4}(\mathrm{s}) \leftrightarrows \mathrm{Ca}^{2+} + \mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}.
Se a concentração de \mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-} em solução aumenta (como vimos no Passo 4), o equilíbrio é deslocado para a esquerda — isto é, os íons tendem a recombinar para formar o sólido, precipitando \mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4}. Em termos simples: mais oxalato em solução → precipitação de oxalato de cálcio → aumento da quantidade de \mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4}(\mathrm{s}).

Passo 6

Observações de contorno e justificativas das suposições:
  • A reação (3) mostra \mathrm{CO}_{2}\uparrow, então o dióxido de carbono formado tende a sair do sistema gasoso; por isso não contamos com \mathrm{CO}_{2} dissolvido voltando a acidificar o meio. Se o \mathrm{CO}_{2} ficasse dissolvido, poderia formar \mathrm{H}_{2}\mathrm{CO}_{3} e contrabalançar parcialmente o aumento de pH — mas o enunciado indica que o CO2 sai.
  • O enunciado pede explicitamente para desconsiderar a mudança de solubilidade de \mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4} com temperatura. Por isso não consideramos que, separadamente, aquecer possa aumentar ou diminuir a solubilidade por efeito térmico direto; só consideramos os deslocamentos de equilíbrio ligados às reações dadas.

Passo 7

Conclusão lógica encadeada (resumo curto das causas):
aquecimento → favorece reação (3) (endotérmica) → aumenta [\mathrm{NH}_{3}] → desloca (4) para a direita → aumenta [\mathrm{OH}^{-}] → consome [\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}] → desloca (2) para a direita → aumenta [\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}^{2-}] → desloca (1) para a esquerda → precipita \mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4} → quantidade de sólido aumenta.

Resposta

A quantidade de \mathrm{CaC}_{2}\mathrm{O}_{4}(\mathrm{s}) aumenta (há mais precipitação).

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