Questão 4 - Um volume de
de uma solução de fosfato trissódico
। (Na3PO4)
foi misturada a
de uma solução de nitrato de prata
. Após a mistura das soluções, analise se as observações feitas pelo analista estão corretas. (Kps Ag3PO4
)
I - O analista não observou a formação de precipitado.
II - O analista observou a presença de um precipitado, já que a concentração de Ag3PO4 foi maior que
, após a mistura das soluções.
III - Com uma concentração de nitrato de prata menor que
mol/L, o analista não deveria observar a formação de um precipitado.
◯ Somente a afirmativa I está correta
◯ Somente a afirmativa II está correta
◯ Apenas a afirmativa III está correta
◯ As afirmativas I e Il estão corretas
◯ As afirmativas II e III estão corretas
II - O analista observou a presença de um precipitado, já que a concentração de Ag3PO4 foi maior que
III - Com uma concentração de nitrato de prata menor que
◯ Somente a afirmativa I está correta
◯ Somente a afirmativa II está correta
◯ Apenas a afirmativa III está correta
◯ As afirmativas I e Il estão corretas
◯ As afirmativas II e III estão corretas
Passo 1
O enunciado dá duas soluções que foram misturadas e pede para verificar se as três observações do analista estão corretas, sabendo o valor do produto de solubilidade do sal
. Dados fornecidos:
- Volume da solução de fosfato trissódico:
. - Concentração inicial de
(na solução de Na3PO4): . - Volume da solução de nitrato de prata:
. - Concentração inicial de
(na solução de AgNO3): . - Produto de solubilidade:
.
O enunciado pede que se analise as afirmações:
I. O analista não observou precipitado.
II. Observou precipitado, pois “a concentração de Ag3PO4 foi maior que ” após mistura.
III. Com concentração de nitrato de prata menor que , não deveria haver precipitado.
I. O analista não observou precipitado.
II. Observou precipitado, pois “a concentração de Ag3PO4 foi maior que
III. Com concentração de nitrato de prata menor que
Passo 2
Primeiro passo prático: calcular as quantidades de matéria (moles) e as concentrações imediatamente após a mistura (antes de qualquer precipitação ocorrer), porque a decisão de ocorrência de precipitação é feita comparando o produto iônico (Q) com
.
Cálculo dos mols de
:
Cálculo dos mols de
:
Volume total após mistura:
Concentrações iniciais após mistura (antes de precipitar):
Explicação pequena (didática): ao misturar volumes, os mols somam e a concentração final é mols/volume total. Isso supõe que a mistura é ideal e que inicialmente nenhum sal precipitou — esta é a hipótese usada para calcular o produto iônico inicial
.
Passo 3
Agora calculamos o produto iônico
para o sal
. Para este sal a expressão do produto de solubilidade é
O produto iônico no momento após mistura (antes de precipitação) é
Calculemos
:
Portanto
Interpretação do conceito (didática): se
o sistema está supersaturado e precipitação ocorre. Se
não ocorre precipitação (solução insaturada). Se
é equilíbrio saturado.
Comparando:
Claramente
. Logo a solução está muito supersaturada em relação a
: precipitação será observada.
Passo 4
Conclusão imediata sobre a afirmativa I (didática):
- I diz que não foi observado precipitado. Como
, essa afirmação é falsa — precipitado deve se formar.
Passo 5
Agora vamos interpretar as afirmativas II e III que usam valores-limite de concentração. Para isso é útil calcular a concentração crítica de
que provoca precipitação dado o
presente. A condição de início de precipitação é
. Logo
Substituindo os números:
Tomando a raiz cúbica:
Explicação (didática): esse resultado significa que, com a concentração de fosfato que existe após mistura, se a concentração de
for maior que aproximadamente
então
e precipitação ocorre; se for menor, então
e não ocorre precipitação.
Passo 6
Análise das afirmações com os valores encontrados:
- II afirma que o analista observou precipitado e justifica que “a concentração de Ag3PO4 foi maior que
” após mistura. Comentários: a justificativa está mal formulada — fala em “concentração de Ag3PO4” (o sólido) em mol/L, o que não faz sentido prático como critério; o que importa é a concentração dos íons em solução (principalmente ). Além disso o valor numérico correto do limite crítico para que encontramos é , não . Portanto a justificativa escrita em II está incorreta e a frase é imprecisa. Mesmo que II diga que “observou precipitado”, isso está correto em si, mas a justificativa numérica e terminológica está errada. Como a afirmativa apresenta um motivo incorreto, consideramos a afirmação II como incorreta (ou pelo menos mal justificada). - III diz que com concentração de nitrato de prata menor que
não deveria haver precipitado. Essa afirmação é compatível com nosso valor crítico ( é arredondamento razoável). Portanto III é correta.
Observação adicional: a concentração real de
após mistura foi
, muito maior que o crítico
, logo precipitado ocorre — concorda com a parte observacional da II, mas a justificativa numérica e a forma (“concentração de Ag3PO4”) estão erradas.
Passo 7
Síntese final e resposta à escolha múltipla (encorajamento rápido): a mistura definitivamente gera precipitado (I é falsa). A II afirma presença de precipitado (parte correta) porém justifica com um número e expressão incorretos (ela declara “concentração de Ag3PO4” e dá
, que não coincide com o limite correto), então II não pode ser aceita como correta. A III está coerente com o limite crítico calculado e é correta. Portanto apenas a afirmativa III está correta — vamos marcar essa opção.
Resposta
Apenas a afirmativa III está correta