Explique, por meio de equações químicas, como distinguir os seguintes pares de ânions em solução aquosa (cada ânion em recipientes distintos):
CO3^2- e S^2- - Ambos liberam gases com ácido, como diferenciá-los?

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra gente diferenciar duas soluções aquosas: uma com íon carbonato ( CO3^2-) e outra com íon sulfeto ( S^2-). O assunto é reação de ânions com ácido (química inorgânica básica) e identificação de gases resultantes. A gente vai precisar das equações de reação com ácido e de um teste simples pra identificar se é dióxido de carbono ou sulfeto de hidrogênio (por exemplo, água de cal ou papel de acetato de chumbo).

Passo 2

Primeiro, veja o que acontece quando você adiciona um ácido forte (como HCl) à solução de carbonato:
CO3^2-;+;2H^+;longrightarrow;CO2uparrow;+;H2O
Aqui sai gás CO2, que não cheira nada e “apaga” chama. Pra entender, lembre que carbonato é base fraca, reage liberando dióxido de carbono.

Passo 3

Agora, na solução de sulfeto, a reação com ácido é:
S^2-;+;2H^+;longrightarrow;H2Suparrow
Esse H2S é o famoso gás de “ovo podre”, tem cheiro bem forte. É importante saber que sulfeto de hidrogênio é um ácido fraco volátil e tóxico em altas concentrações.

Passo 4

Pra distinguir de fato:
  1. Pegue o gás produzido e passe por água de cal ( Ca(OH)2):
    • Se formar turvação (precipitado branco de CaCO3), é CO2 (carbonato).
    Ca(OH)2;+;CO2;longrightarrow;CaCO3downarrow;+;H2O
    - Se não der turvação, não é carbonato.
    2) Use papel de acetato de chumbo ( Pb(CH3COO)2) exposto ao gás:
    - Se ficar preto (precipitado de PbS), é H2S (sulfeto).
    Pb^2+;+;H2S;longrightarrow;PbSdownarrow;+;2H^+

Resposta

Para diferenciar, adiciona-se ácido em cada solução e coleta-se o gás:
  • Se o gás, ao borbulhar em água de cal, formar turbidez, é CO2 (carbonato).
  • Se o gás escurecer papel de acetato de chumbo, é H2S (sulfeto).

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