Em meados de maio de 2003, a Anvisa (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) foi informada de casos graves de intoxicação associados ao uso de um medicamento à base de sulfato de bário. A matéria-prima usada na preparação do sulfato de bário é o carbonato de bário, que pode também ser usado em venenos para ratos. A causa da morte de pacientes que usaram os medicamentos supostamente à base de sulfato de bário foi, segundo laudos médicos, a intoxicação por carbonato de bário. Uma das formas de sintetizar o sulfato de bário é através da reação entre carbonato de bário e sulfato de cálcio em meio aquoso, como mostra a reação abaixo.
BaCO3(aq)+CaSO4(aq) BaSO4(s)+CaCO3(s)
Assinale o que for correto.
(Dados: Ca=40 ; C=12 ; Ba=137 ; S=32 ; O=16.)
  1. A reação descrita acima é uma reação de dupla troca.
  2. A separação entre os produtos BaSO4(s) e CaCO3(s) pode ser feita por filtração simples.
  3. Supondo que a solubilidade do CaCO3 em água a uma dada temperatura seja igual a 10 mg / L, seu Kps é igual a 10^-8.
  4. Supondo que o Kps do BaCO3 a 27^circ C seja igual a 4 times 10^-8, a contaminação do produto BaSO4 por BaCO3 pode ter ocorrido porque o profissional responsável pela preparação do BaSO4 adicionou mais do que 4,0 g de BaCO3(s) por litro de água, no início da preparação, mantida a 27^circ C.
  5. Como a constante de equilíbrio da reação varia com a temperatura, a solubilidade dos reagentes também varia, porém o Kps mantém-se inalterado com uma variação da temperatura.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma reação química envolvendo sulfato de bário e carbonato de bário, que resultou em intoxicação por carbonato de bário. A gente precisa analisar cinco afirmações relacionadas a essa reação, usando conceitos de química como reações de dupla troca e constante de produto de solubilidade (Kps). Vamos precisar saber sobre tipos de reações químicas, como calcular a Kps e entender solubilidades dos compostos envolvidos.

Passo 2

Afirmação 1: “A reação descrita acima é uma reação de dupla troca.”
Explicação: Reações de dupla troca (ou troca dupla) acontecem quando dois compostos trocam seus cátions e ânions, formando dois novos compostos. Olhando a reação:
BaCO3(aq) + CaSO4(aq) BaSO4(s) + CaCO3(s)
Aqui, o íon Ba²⁺ troca de lugar com o íon Ca²⁺, e o íon CO₃²⁻ troca com o íon SO₄²⁻. Isso caracteriza uma reação de dupla troca.
Conclusão: A afirmação 1 está correta.

Passo 3

Afirmação 2: “A separação entre os produtos BaSO4(s) e CaCO3(s) pode ser feita por filtração simples.”
Explicação: Ambos os produtos são sólidos (indicado pelo (s)), o que significa que eles vão se formar como precipitados na reação. A filtração simples é um método eficiente para separar sólidos de uma mistura líquida. Portanto, podemos usar a filtração para separar BaSO4 e CaCO3 dos reagentes restantes na solução.
Conclusão: A afirmação 2 está correta.

Passo 4

Afirmação 3: “Supondo que a solubilidade do CaCO3 em água a uma dada temperatura seja igual a 10 mg / L, seu Kps é igual a 10^-8.”
Explicação: A solubilidade (S) em mg/L precisa ser convertida para molaridade para calcular o Kps. Vamos fazer isso:
  1. Converter mg/L para g/L: 10 mg/L = 0,010 g/L
  2. Calcular a molaridade:
    • Massa molar do CaCO3: Ca (40) + C (12) + 3 O (16×3) = 100 g/mol
    • Molaridade (S) = 0,010 g/L ÷ 100 g/mol = 1 times 10^-4 mol/L
  3. A reação de dissolução: CaCO3 <=ftharpoons Ca^2+ + CO3^2-
    • Kps = [Ca²⁺][CO₃²⁻] = (1 times 10^-4) × (1 times 10^-4) = 1 times 10^-8
Conclusão: A afirmação 3 está correta.

Passo 5

Afirmação 4: “Supondo que o Kps do BaCO3 a 27^circ C seja igual a 4 times 10^-8, a contaminação do produto BaSO4 por BaCO3 pode ter ocorrido porque o profissional responsável pela preparação do BaSO4 adicionou mais do que 4,0 g de BaCO3(s) por litro de água, no início da preparação, mantida a 27^circ C.”
Explicação: Vamos verificar se adicionar mais de 4,0 g de BaCO3 por litro de água excede o Kps:
  1. Massa de BaCO3: 4,0 g/L
  2. Massa molar do BaCO3: Ba (137) + C (12) + 3 O (16×3) = 197 g/mol
  3. Molaridade: 4,0 g/L ÷ 197 g/mol ≈ 0,0203 mol/L
  4. Se dissolver, [Ba²⁺] = 0,0203 M, então [CO₃²⁻] também ≈ 0,0203 M
  5. Kps = [Ba²⁺][CO₃²⁻] = (0,0203) × (0,0203) ≈ 4,1 × 10^-4
Como o Kps é 4 × 10^-8, adicionar 4,0 g/L resulta em um produto maior que o Kps, o que significa que BaCO3 vai se precipitar, contaminando o BaSO4.
Conclusão: A afirmação 4 está correta.

Passo 6

Afirmação 5: “Como a constante de equilíbrio da reação varia com a temperatura, a solubilidade dos reagentes também varia, porém o Kps mantém-se inalterado com uma variação da temperatura.”
Explicação: Na verdade, a constante de produto de solubilidade (Kps) depende da temperatura. Geralmente, aumentos na temperatura podem aumentar ou diminuir o Kps dependendo da natureza endotérmica ou exotérmica da dissolução. Portanto, dizer que Kps se mantém inalterado com a variação da temperatura está incorreto.
Conclusão: A afirmação 5 está incorreta.

Resposta

As afirmações corretas são 1, 2, 3 e 4.

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