Qual o pH necessário somente para precipitar o hidróxido de ferro (III) a partir de uma solução de 0,1 mol/L de FeCl 3 ? Dado: Kps=4 times 10^-38.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão está pedindo para descobrir qual o pH necessário para fazer o hidróxido de ferro (III) precipitar a partir de uma solução de cloreto de ferro (III) com concentração de 0,1 mol/L. Para resolver isso, vamos usar o conceito de produto de solubilidade ( Kps), que nos ajuda a entender quando uma substância vai se dissolver ou precipitar em solução. Vamos precisar das fórmulas químicas envolvidas e das equações de equilíbrio químico.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que acontece quando o cloreto de ferro (III) ( FeCl3) está na água. Ele se dissocia completamente em íons:
FeCl3 Fe^3+ + 3Cl^-
Isso significa que a concentração de íons Fe^3+ na solução é de 0,1 mol/L.

Passo 3

Agora, queremos que o hidróxido de ferro (III) ( Fe(OH)3) precipite. A reação de precipitação é:
Fe^3+ + 3OH^- rightarrow Fe(OH)3(s)
O produto de solubilidade ( Kps) para essa reação é dado por:
Kps = [Fe^3+][OH^-]^3
E nos foi dado que Kps = 4 times 10^-38.

Passo 4

Queremos encontrar o pH que faz essa precipitação acontecer. A relação entre Kps, a concentração de Fe^3+ e a concentração de OH^- é:
0,1 times [OH^-]^3 = 4 times 10^-38
Vamos isolar [OH^-]^3:
[OH^-]^3 = 4 times 10^-380,1 = 4 times 10^-37
Agora, tiramos a raiz cúbica para encontrar [OH^-]:
[OH^-] = raiz[3]4 times 10^-37 approx 1,59 times 10^-12,333 , mol/L

Passo 5

Com a concentração de OH^- conhecida, podemos encontrar o pOH usando a fórmula:
pOH = -log [OH^-]
Substituindo:
pOH approx -log (1,59 times 10^-12,333) approx 12,333
Agora, lembrando que:
pH + pOH = 14
Então:
pH = 14 - 12,333 approx 1,667

Resposta

O pH necessário para precipitar o hidróxido de ferro (III) é aproximadamente 1,67.

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