Considere as reações abaixo,e considere um sistema que tenham todos esses reagentes:
(1)
(2)
(3)
(4)
Desconsiderando a solubilidade pelo aquecimento do
, o que acontece com a quantidade de
quando:
Quando o pH do sistema é abaixado?
(1)
(2)
(3)
(4)
Passo 1
O enunciado pergunta o que acontece com a quantidade do sólido
quando o pH do sistema é abaixado, num sistema que contém todas as espécies das reações (1)–(4). Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- Reação (1):
.
- Reação (2):
.
- Reação (3):
.
- Reação (4):
.
O que nos pedem: ao abaixar o pH (ou seja, aumentar a concentração de), como muda a quantidade de presente (aumenta, diminui ou fica igual)?
Passo 2
Entendendo o equilíbrio de solubilidade (no ritmo de prova, com calma).
A reação (1) é o equilíbrio de solubilidade do oxalato de cálcio. Para um sal pouco solúvel como definimos o produto de solubilidade
por:
A reação (1) é o equilíbrio de solubilidade do oxalato de cálcio. Para um sal pouco solúvel como
onde
e
são as concentrações em equilíbrio em solução aquosa.
Conceito-chave: se alguma coisa no sistema altera (ou
), o equilíbrio da dissolução se desloca para restabelecer
(Princípio de Le Chatelier). Se
diminuir, o sal tende a dissolver mais (mais sólido se converte em íons) para aumentar
até que
seja satisfeito.
Conceito-chave: se alguma coisa no sistema altera
Passo 3
Entendendo a reação ácido–base do oxalato (o que faz o pH).
A reação (2) mostra que o ânion pode ser protonado formando o ácido oxálico
. Reescrevendo a reação (2) na direção que interessa:
A reação (2) mostra que o ânion
Isso é um equilíbrio ácido–base: se aumentarmos
Passo 4
Aplicando Le Chatelier mancando os dois equilíbrios juntos.
Passo lógico: abaixar o pH aumenta . Pela reação do Passo 3, isso reduz
porque o ânion é protonado. Voltando ao equilíbrio de solubilidade do Passo 2, se
diminui, para que
Passo lógico: abaixar o pH aumenta
permaneça constante, o produto
deve aumentar pela dissolução de mais sal — isto é, mais
se dissolve, aumentando
e repondo
na nova situação de equilíbrio. Em resumo: protonação do oxalato remove íon oxalato livre e isso “puxa” mais sólido para dissolver.
Passo 5
Interpretação prática e intuição (sem conta complicada).
- Abaixar o pH → mais
. - Mais
→ vira (oxalato é protonado). - Menos
livre → o equilíbrio da dissolução do sal desloca-se para a direita → mais sólido se dissolve.
Logo, a quantidade de sólido presente diminui (porque parte dele passa para a solução comoe formas protonadas do oxalato).
Passo 6
Breve comentário sobre as reações com amônia (controle de pH indireto)
As reações (3) e (4) mostram que há também produção de e seu equilíbrio com
. Abaixar o pH favorece formação de
pela reação (4), consumindo base e mantendo o meio ácido; isso não invalida o efeito principal descrito acima, apenas reforça que o sistema tende a manter pH baixo e, portanto, a protonação do oxalato continua favorecida. Em suma: as reações com amônia não impedem a dissolução adicional do oxalato de cálcio provocada pelo aumento de
.
As reações (3) e (4) mostram que há também produção de