Considere uma solução contendo os cátions
e
, ambos com concentração igual a 0,0500
. Determine a ordem de precipitação dos cloretos caso seja adicionado, à esta solução, HCl gota a gota.
Dados:
Dados:
Passo 1
O enunciado pede: determinar a ordem de precipitação dos cloretos quando se adiciona HCl gota a gota a uma solução que contém
e
, ambos com concentração igual a
. Dados fornecidos:
de
.
Informações relevantes listadas:
Informações relevantes listadas:
-
. -
. -
. - O enunciado não forneceu
; esse é um valor tabelado que usamos nas resoluções químicas: .
Passo 2
Conceito necessário (aula rápida e prática): o produto de solubilidade
é uma constante que descreve o equilíbrio entre um sal pouco solúvel e seus íons em solução saturada. Para um sal simples os critérios são:
- Define-se o produto iônico
como o produto das concentrações iônicas atuais (mesma forma que ). - Quando
o sal permanece dissolvido (não precipita). - Quando
a solução está no limite de saturação. - Quando
ocorre precipitação.
Logo, ao adicionar
a uma solução com
e
, o primeiro sal cujo produto iônico atingir
precipitará. Vamos escrever as expressões de
para os dois sais:
- Para
: - Para
:
Aqui cadaindica concentração em .
Passo 3
Determinar a concentração de
necessária para que cada sal comece a precipitar. Para precipitar basta que o produto iônico atinja
; resolvemos as expressões anteriores para
usando as concentrações iônicas iniciais (assumindo que antes do início da precipitação as cátions permanecem aproximadamente nas concentrações iniciais).
- Para
(ordem 1:1), isolamos :
Substituindo os números:
- Para
(este sal libera dois por fórmula), isolamos :
Substituindo: primeiro calcule o quociente interno:
Agora a raiz quadrada:
Passo 4
Interpretação e comparação (o ponto-chave para decidir a ordem): quanto menor a concentração de
necessária para que o produto iônico atinja
, mais cedo (com menos HCl adicionada) o sal irá precipitar. Temos:
e
Como
, o
requer uma concentração de cloreto muito menor para começar a precipitar. Portanto o primeiro precipitado será
.
Passo 5
Discussão adicional — por que não precipita
antes de todo o prata ter saído da solução? Uma dúvida comum: ao adicionar
, o
que precipita mantém a concentração livre de
muito baixa enquanto ainda houver
significativo, porque em presença de sólido
sólido válido vale a relação de equilíbrio
. Se houver bastante
, essa relação força
a valores muito pequenos (da ordem de
), muito inferiores ao que é necessário para precipitar
(
). Podemos quantificar o quão pequeno
precisa ficar para permitir
alcançar o valor crítico de
: impondo
e usando
temos
Isto é, a concentração de
tem de cair à ordem de
(praticamente nula) para que
suba ao ponto de iniciar a precipitação do
. Portanto, na prática, todo (ou quase todo) o
precipita como
antes que o
comece a precipitar.
Resposta
AgCl precipita primeiro; em seguida precipita PbCl2.