Considere as seguintes soluções salinas: \mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}, \mathrm{NH}_{4} \mathrm{NO}_{3} e \mathrm{CaCl}_{2}.
a) Coloque-as em ordem crescente de pH.
b) Será que haverá formação de um precipitado de carbonato de cálcio, \mathrm{CaCO}_{3}, quando se misturam volumes iguais de carbonato de sódio, \mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3} e cloreto de cálcio, \mathrm{CaCl}_{2}, ambos a 0,002 \mathrm{M}, sabendo que K_{p s} do \mathrm{CaCO}_{3} a 25^{\circ} \mathrm{C} é igual a 8,7 \cdot 10^{-9}?

Passo 1

O enunciado pede duas coisas:
– (a) ordenar em ordem crescente de pH três soluções salinas: \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3}, \mathrm{NH}_{4}\mathrm{NO}_{3} e \mathrm{CaCl}_{2}.
– (b) verificar se forma precipitado de \mathrm{CaCO}_{3} ao misturar volumes iguais de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3} 0,002 M e \mathrm{CaCl}_{2} 0,002 M, dado K_{ps}(\mathrm{CaCO}_{3})=8,7\times10^{-9}.
Os conteúdos envolvidos são equilíbrio ácido–base (hidrolise iônica) e equilíbrio de solubilidade.

Passo 2

Classificamos as soluções segundo a hidrólise dos íons:
\mathrm{NH}_{4}^{+} é ácido fraco (pKa \approx 9,25), logo \mathrm{NH}_{4}\mathrm{NO}_{3} dá pH < 7.
\mathrm{Ca}^{2+} é praticamente neutro em solução aquosa (hidrolisa muito mal), então \mathrm{CaCl}_{2} fica em torno de pH 7.
\mathrm{CO}_{3}^{2-} é base conjugada de ácido fraco ( \mathrm{HCO}_{3}^{-}), então \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3} gera pH > 7.

Passo 3

Em ordem crescente de pH:
\mathrm{NH}_{4}\mathrm{NO}_{3} \;<\;\mathrm{CaCl}_{2}\;<\;\mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3}.

Passo 4

Agora a mistura: volumes iguais de \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3} 0,002 M e \mathrm{CaCl}_{2} 0,002 M.
Ao misturar 1: 1, cada concentração se dilui pela metade:

Passo 5

[\mathrm{Ca}^{2+}]_{\text{mistura}} = 0,002\,\text{M}\div2 = 1,0\times10^{-3}\,\text{M},
[\mathrm{CO}_{3}^{2-}]_{\text{mistura}} = 0,002\,\text{M}\div2 = 1,0\times10^{-3}\,\text{M}.

Passo 6

O quociente de reação é
Q = [\mathrm{Ca}^{2+}]\times[\mathrm{CO}_{3}^{2-}] = (1,0\times10^{-3})(1,0\times10^{-3}) = 1,0\times10^{-6}.
Comparamos com K_{ps}=8,7\times10^{-9}.

Passo 7

Como
Q = 1,0\times10^{-6} \;>\; K_{ps}=8,7\times10^{-9},
o produto iônico excede a solubilidade máxima, logo ocorre precipitação de \mathrm{CaCO}_{3}.

Resposta

a) \mathrm{NH}_{4}\mathrm{NO}_{3} < \mathrm{CaCl}_{2} < \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3}.
b) Sim, forma precipitado de \mathrm{CaCO}_{3}.

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