A fluoretação da água potável de uma cidade produz uma concentração de íons fluoreto próxima a 5 times 10^-3 mol L^-1. Se a água utilizada na cidade for dura (água que contém íons Ca^2+ ), pode ocorrer precipitação de CaF2 durante a fluoretação. Qual é a concentração máxima de íons Ca^2+ que pode estar presente em solução para que não ocorra precipitação durante a fluoretação? Ignore a eventual protonação do F^-. Kp s=4,0 times 10^-11

Passo 1

Beleza, o exercício diz que na água temos íons fluoreto com concentração de Kps = [Ca^2+],[F^-]^2 e que o sal tem constante de solubilidade . Precisamos descobrir qual o máximo de que pode ficar em solução sem formarem precipitado de . O conteúdo aqui é equilíbrio de solubilidade (produto de solubilidade), e vamos usar a relação

Passo 2

Primeiro, escrevemos a reação de dissolução de CaF2(s);<=ftharpoons;Ca^2+(aq) + 2,F^-(aq) e a definição de Kps = [Ca^2+];times;[F^-]^2 :
Por definição de produto de solubilidade:

Passo 3

Agora, a gente isola [Ca^2+] = Kps[F^-]^2 nessa expressão. Como e são conhecidos, fica:
Isso vem do princípio de equilíbrio: se ultrapassar esse valor de , o produto fica maior que e rola precipitação.

Passo 4

Hora de calcular. Substituindo [Ca^2+] = 4,0times10^-11(5times10^-3)^2 = 4,0times10^-1125times10^-6 = 4,025times10^-11+6 =0,16times10^-5 =1,6times10^-6,mol/L e :

Resposta

A concentração máxima de é .

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