(EEM-SP) Escreva, para as reações indicadas, as equações correspondentes, apresentando-as na forma iónica e balanceadas.
\mathrm{BaCl}_{2}(\mathrm{aq})+\mathrm{Na}_{2} \mathrm{SO}_{4}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{NaCl}+\mathrm{BaSO}_{4}

Passo 1

O enunciado dá a reação entre sais aquosos e pede que eu escreva as equações correspondentes na forma iónica e balanceadas. Dados fornecidos (peguei diretamente do enunciado):
  • Reagentes: \mathrm{BaCl}_{2}(\mathrm{aq}) e \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SO}_{4}(\mathrm{aq}).
  • Produtos indicados: \mathrm{NaCl} e \mathrm{BaSO}_{4} (o estado não foi escrito para cada produto no enunciado, mas terei que decidir os estados de acordo com solubilidade).
Perguntas a responder:
  • Escrever a equação molecular balanceada (com estados físicos).
  • Escrever a equação iónica completa (separando eletrólitos fortes em iões).
  • Escrever a equação iónica líquida (net ionic), ou seja, apenas as espécies que realmente participam da reação (excluindo iões espectadores).

Passo 2

Decidir os estados físicos (solúvel/insolúvel) usando regras simples de solubilidade e identificar o precipitado:
  • Sais de sódio ( \mathrm{Na}^+) são sempre solúveis, então \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SO}_{4} e \mathrm{NaCl} em solução aquosa são solúveis: eles existem como iões em solução.
  • Cloretos ( \mathrm{Cl}^-) em geral são solúveis, exceto com alguns catiões como \mathrm{Ag}^+, \mathrm{Pb}^{2+}, \mathrm{Hg}_2^{2+}. Aqui \mathrm{BaCl}_2 é solúvel (está dado como \mathrm{aq}).
  • Sulfatos ( \mathrm{SO}_4^{2-}) são em geral solúveis, mas há exceções importantes: \mathrm{BaSO}_4, \mathrm{SrSO}_4, \mathrm{PbSO}_4 são insolúveis. Portanto \mathrm{BaSO}_4 precipita como sólido.
    Conclusão: \mathrm{BaSO}_4 será sólido ( \mathrm{s}); os sais de sódio e os cloretos permanecem aquosos ( \mathrm{aq}).
Agora escrevo a equação molecular e balanceio contagens de átomos:
  • Contagem inicial: à esquerda \mathrm{BaCl}_2 tem 1 Ba, 2 Cl; \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_4 tem 2 Na, 1 SO4.
  • Produtos sugeridos: para que os átomos de Na apareçam corretamente como 2 Na, preciso de formar 2 mols de \mathrm{NaCl} (cada \mathrm{NaCl} tem 1 Na). Além disso \mathrm{BaSO}_4 contém 1 Ba e 1 \mathrm{SO}_4, então uma unidade de cada reagente dá exatamente 1 \mathrm{BaSO}_4.
    Portanto a equação molecular balanceada (com estados) é:
\mathrm{BaCl}_{2}(\mathrm{aq}) + \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SO}_{4}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2\,\mathrm{NaCl}(\mathrm{aq}) + \mathrm{BaSO}_{4}(\mathrm{s})
Verificação rápida de átomos: Ba: 1\to1; Cl: 2\to2; Na: 2\to2; S: 1\to1; O: 4\to4. Está balanceada.

Passo 3

Escrever a equação iónica completa: separo em iões todos os compostos que são eletrólitos fortes e permanecem solúveis. Mantém-se intacto o precipitado \mathrm{BaSO}_4(\mathrm{s}) porque não se dissocia em iões no equilíbrio (é pouco solúvel).
  • \mathrm{BaCl}_2(\mathrm{aq}) \mathrm{Ba}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})
  • \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_4(\mathrm{aq}) 2\,\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{SO}_4^{2-}(\mathrm{aq})
  • \mathrm{NaCl}(\mathrm{aq}) \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) (mas haverá dois desses)
    Agrupando tudo, a equação iónica completa é:
\mathrm{Ba}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{SO}_4^{2-}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2\,\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) + \mathrm{BaSO}_4(\mathrm{s})
Observação: os termos à esquerda e à direita que aparecem exatamente iguais são os iões espectadores.

Passo 4

Identificar e cancelar os iões espectadores para obter a equação iónica líquida (net ionic):
  • Iões espectadores: \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) e \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) (aparecem ambos nos dois lados com os mesmos coeficientes: 2\,\mathrm{Na}^{+} e 2\,\mathrm{Cl}^{-}).
  • Depois de cancelar esses iões, sobra:
\mathrm{Ba}^{2+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{SO}_4^{2-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{BaSO}_4(\mathrm{s})
Verificação de balanço de carga e massa: cargas à esquerda +2 + (-2) = 0; à direita \mathrm{BaSO}_4(\mathrm{s}) é neutro. Átomos: Ba 1, S 1, O 4 estão balanceados. Tudo certo.

Passo 5

Resumo final (mantendo os estados físicos e mostrando as três formas pedidas):
  • Equação molecular balanceada:
\mathrm{BaCl}_{2}(\mathrm{aq}) + \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SO}_{4}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2\,\mathrm{NaCl}(\mathrm{aq}) + \mathrm{BaSO}_{4}(\mathrm{s})
  • Equação iónica completa:
\mathrm{Ba}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{SO}_4^{2-}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2\,\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) + \mathrm{BaSO}_4(\mathrm{s})
  • Equação iónica líquida (net ionic):
\mathrm{Ba}^{2+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{SO}_4^{2-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{BaSO}_4(\mathrm{s})

Resposta

\mathrm{BaCl}_{2}(\mathrm{aq}) + \mathrm{Na}_{2}\mathrm{SO}_{4}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2\,\mathrm{NaCl}(\mathrm{aq}) + \mathrm{BaSO}_{4}(\mathrm{s})
\mathrm{Ba}^{2+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{SO}_4^{2-}(\mathrm{aq}) \rightarrow 2\,\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) + 2\,\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) + \mathrm{BaSO}_4(\mathrm{s})
\mathrm{Ba}^{2+}(\mathrm{aq}) + \mathrm{SO}_4^{2-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{BaSO}_4(\mathrm{s})

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