Se a fórmula do cromato de potássio é \mathrm{K}_{2} \mathrm{CrO}_{4}, qual é a carga do cátion em \mathrm{PbCrO}_{4} ?
9. O tálio e o oxigênio formam dois compostos com as seguintes características:
Composto I Composto II
Porcentagem de
massa de TI
89,49 \% 96,23 \%
Ponto de fusão 717^{\circ} \mathrm{C} 300^{\circ} \mathrm{C}
a) Determine as fórmulas químicas dos dois componentes.
b) Determine o número de oxidação do tálio em cada composto.

Passo 1

O enunciado traz dois problemas relacionados a química inorgânica:
  1. Usando o cromato de potássio \mathrm{K}_{2}\mathrm{CrO}_{4}, identificar a carga do cátion no composto \mathrm{PbCrO}_{4}.
  2. A partir de percentagens em massa de tálio e oxigênio em dois óxidos, determinar suas fórmulas empíricas e, em seguida, o número de oxidação do tálio em cada um. Para isso, vamos usar: análise de percentagem em massa e regras de oxidação.

Passo 2

No cromato de potássio \mathrm{K}_{2}\mathrm{CrO}_{4}, o cátion \mathrm{K}^{+} é monovalente, então a soma das cargas dos dois \mathrm{K}^{+} é +2. Como o composto é neutro, o ânion \mathrm{CrO}_{4} deve ter carga -2. Logo, o íon cromato é \mathrm{CrO}_{4}^{2-}.
Em \mathrm{PbCrO}_{4} temos o mesmo ânion \mathrm{CrO}_{4}^{2-}. Para que o sal seja neutro, o cátion \mathrm{Pb}^{x+} deve compensar a carga -2. Assim, x = +2 e o chumbo está na forma \mathrm{Pb}^{2+}.

Passo 3

Para os óxidos de tálio: suponha 100\:\text{g} de cada composto. A massa de tálio e de oxigênio em gramas fica direta pela percentagem. Depois convertemos em mol e achamos a razão mais simples.

Passo 4

Composto I: 89{,}49\% de Tl e 10{,}51\% de O.
– Tl:
\frac{89{,}49\:\text{g}}{204{,}38\:\text{g/mol}} \approx 0{,}438\:\text{mol}
– O:
\frac{10{,}51\:\text{g}}{16{,}00\:\text{g/mol}} \approx 0{,}657\:\text{mol}
Razão molar Tl:O = 0{,}438:0{,}657\approx 2:3. Portanto a fórmula empírica é \mathrm{Tl}_{2}\mathrm{O}_{3}.

Passo 5

Composto II: 96{,}23\% de Tl e 3{,}77\% de O.
– Tl:
\frac{96{,}23\:\text{g}}{204{,}38\:\text{g/mol}} \approx 0{,}471\:\text{mol}
– O:
\frac{3{,}77\:\text{g}}{16{,}00\:\text{g/mol}} \approx 0{,}236\:\text{mol}
Razão molar Tl:O = 0{,}471:0{,}236\approx 2:1. Portanto a fórmula empírica é \mathrm{Tl}_{2}\mathrm{O}.

Passo 6

Agora, números de oxidação do tálio em cada óxido:
– Em \mathrm{Tl}_{2}\mathrm{O}_{3}: cada oxigênio é -2, total -6. Como há dois Tl, cada um deve ser +3.
– Em \mathrm{Tl}_{2}\mathrm{O}: o oxigênio é -2. Para neutralizar, os dois Tl somam +2, logo cada um é +1.

Resposta

Carga do cátion em \mathrm{PbCrO}_{4}: +2.
(a) Fórmulas:
I) \mathrm{Tl}_{2}\mathrm{O}_{3}
II) \mathrm{Tl}_{2}\mathrm{O}
(b) Estado de oxidação do Tl:
I) +3
II) +1

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