2- Escreva a equação iônica simplificada para a reação de precipitação que ocorre quando duas soluções de cloreto de cálcio e carbonato de sódio são misturadas. pág. 109.

Passo 1

O enunciado pede que eu escreva a equação iônica simplificada (equação iônica líquida) para a reação de precipitação que ocorre quando misturamos duas soluções: \text{CaCl}_2 e \text{Na}_2\text{CO}_3. Informações dadas que vou usar:
  • Temos uma solução aquosa de \text{CaCl}_2 (ou seja, \text{CaCl}_2(aq)).
  • Temos uma solução aquosa de \text{Na}_2\text{CO}_3 (ou seja, \text{Na}_2\text{CO}_3(aq)).
  • Ao misturar, ocorre precipitação (alguma espécie pouco solúvel se forma como sólido).

Passo 2

O que acontece quando sais solúveis estão em solução aquosa: sais fortemente solúveis se dissociam em íons (são eletrólitos fortes). Vou escrever como cada sal se separa em íons:
\text{CaCl}_2(aq)\rightarrow \text{Ca}^{2+}(aq)+2\,\text{Cl}^-(aq)
\text{Na}_2\text{CO}_3(aq)\rightarrow 2\,\text{Na}^+(aq)+\text{CO}_3^{2-}(aq)
Explicação rápida dos símbolos: (aq) significa que a espécie está dissolvida em água (aquosa). (s) significa sólido (precipitado). Os expoentes ^+ e ^ {2+} indicam a carga dos íons.

Passo 3

Agora escrevo a equação molecular (não iônica) balanceada, mostrando os reagentes e produtos com seus estados:
\text{CaCl}_2(aq)+\text{Na}_2\text{CO}_3(aq)\rightarrow \text{CaCO}_3(s)+2\,\text{NaCl}(aq)
Verificação de balanceamento:
  • Cálcio: 1 átomo de \text{Ca} de cada lado.
  • Carbono: 1 átomo de \text{C} de cada lado.
  • Cloro: 2 átomos no \text{CaCl}_2 e 2 átomos em 2\,\text{NaCl}.
  • Sódio: 2 átomos no \text{Na}_2\text{CO}_3 e 2 átomos em 2\,\text{NaCl}.

Passo 4

Escrevo a equação iônica completa, separando em íons todas as substâncias que são solúveis e permanecem em solução:
\text{Ca}^{2+}(aq)+2\,\text{Cl}^-(aq)+2\,\text{Na}^+(aq)+\text{CO}_3^{2-}(aq)\rightarrow \text{CaCO}_3(s)+2\,\text{Na}^+(aq)+2\,\text{Cl}^-(aq)
Aqui eu transformei \text{CaCl}_2(aq) e \text{Na}_2\text{CO}_3(aq) em seus íons, e deixei \text{CaCO}_3(s) e 2\,\text{NaCl}(aq) conforme apropriado (note que 2\,\text{NaCl}(aq) foi também separado em íons na escrita completa, o que aparece do lado direito).

Passo 5

Identifico os íons espectadores — são aqueles que aparecem dos dois lados da equação iônica completa sem participar da formação do precipitado. Aqui os íons espectadores são:
\text{Na}^+(aq)\quad\text{e}\quad \text{Cl}^-(aq)
Eles aparecem como 2\,\text{Na}^+(aq) e 2\,\text{Cl}^-(aq) em ambos os lados. Posso então cancelar esses íons da equação iônica completa.

Passo 6

Após cancelar os íons espectadores, sobra a equação iônica líquida (simplificada), que mostra apenas a formação do precipitado a partir dos íons que realmente reagem:
\text{Ca}^{2+}(aq)+\text{CO}_3^{2-}(aq)\rightarrow \text{CaCO}_3(s)
Checo conservação de carga e átomos:
  • Carga total à esquerda: +2 de \text{Ca}^{2+} e -2 de \text{CO}_3^{2-} → soma 0.
  • Produto \text{CaCO}_3(s) é neutro → carga 0.
  • Átomos Ca, C e O também balanceados. Tudo certo.
Observação sobre solubilidade (por que precipita): carbonatos (como \text{CO}_3^{2-}) geralmente são insolúveis quando estão combinados com cátions que não são metais alcalinos ou amônio. \text{CaCO}_3 é pouco solúvel em água, portanto forma precipitado sólido quando \text{Ca}^{2+} e \text{CO}_3^{2-} se encontram.

Resposta

\text{Ca}^{2+}(aq)+\text{CO}_3^{2-}(aq)\rightarrow \text{CaCO}_3(s)

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