Nome
Data
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um balão de
(previamente preenchido por 200 mL de água) foram adicionados
de HCl PA ajustado à capacidade com água, responda:
Quais as frações de cada espécie contendo prata possíveis caso ao balão descrito acima sejam adicionados 50 mililitros de estoque de
?
.
um balão de
Quais as frações de cada espécie contendo prata possíveis caso ao balão descrito acima sejam adicionados 50 mililitros de estoque de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma mistura no balão onde adicionamos ácido clorídrico (HCl) e amônia (NH₃) a uma solução que já tem água. A gente precisa descobrir as frações de cada espécie que contém prata (Ag) na mistura final. Isso envolve conceitos de química de soluções, equilíbrio químico e formação de complexos. Para resolver, vamos precisar calcular as concentrações das espécies presentes e usar as constantes de formação fornecidas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que foi adicionado ao balão:
- Volume total do balão: 500,00 mL
- Volume de água inicial: 200 mL
- Volume de HCl adicionado:
mL - Volume de estoque de NH₃ adicionado: 50 mL
Como o volume de HCl adicionado é muito pequeno comparado ao total, vamos considerar que ele não altera significativamente o volume total. Portanto, o volume final do balão é aproximadamente 500 mL.
Passo 3
Vamos calcular a quantidade de NH₃ adicionada:
- Massa molar (MF) do NH₃: 17,03 g/mol
- Densidade (D) do estoque de NH₃: 0,90 g/mL
- Percentual em massa: 28% m/m
Primeiro, calculamos a massa de NH₃ no estoque:
Agora, calculamos a massa de NH₃ puro:
Convertendo essa massa para mols:
Passo 4
Agora, vamos considerar a quantidade de HCl adicionada:
Assumindo que a concentração do HCl seja alta (já que é concentrado e ajustado com água), e dada a pequena quantidade adicionada, o ácido será diluído no volume total do balão. Porém, como o HCl reage com NH₃, precisamos balancear essa reação:
A quantidade de HCl adicionada é tão pequena que pode ser considerada como não afetando significativamente o excesso de NH₃ disponível para formar complexos com o Ag⁺.
Passo 5
Vamos agora focar na formação dos complexos de prata. As reações possíveis são:
- Formação de complexo com cloreto:
- Formação de complexo com amônia:
Queremos encontrar as frações de cada espécie contendo Ag.
Passo 6
Vamos assumir que todo o Ag²⁺ inicial está presente e distribui-se entre os complexos formados. As frações serão dadas por:
Passo 7
Precisamos encontrar as concentrações de Cl⁻ e NH₃ na solução final.
-
Concentração de Cl⁻: Vindo do HCl adicionado. Como o volume é grande e a quantidade é muito pequena, podemos considerar
. -
Concentração de NH₃: Calculamos 0,739 mol em 0,5 L (500 mL):
Passo 8
Com
, a expressão para as frações fica:
Substituindo os valores:
Agora, as frações:
Resposta
As frações das espécies contendo prata na solução final são aproximadamente:
-
(5,88 × 10⁻⁵) -
(99,994%)
Isso significa que quase toda a prata está na forma do complexo
, com uma fração muito pequena de Ag⁺ não complexado.