Responda às questões de forma clara apresentando as equações balanceadas, as semiequações de redução/oxidação e os potenciais eletroquímicos quando necessário.
Durante o ensaio de solubilidade de sulfatos de metais alcalinos terrosos (ensaio 8), foi possível observar variação na velocidade de formação dos sólidos? Formule as
equações balanceadas. Os dados obtidos encontram-se de acordo com os valores das constantes de produto de solubilidade (Kps)? Explique.

Passo 1

O enunciado pede para estudarmos o ensaio de solubilidade dos sulfatos de metais alcalinos-terrosos \mathrm{MgSO}_{4}, \mathrm{CaSO}_{4}, \mathrm{SrSO}_{4}, \mathrm{BaSO}_{4}, observando se houve variação na velocidade de formação do precipitado sólido e comparando com os valores de produto de solubilidade K_{\mathrm{ps}}. O conteúdo é solubilidade de sais e equilíbrio de precipitação.

Passo 2

Escrevemos a reação genérica de dissolução e precipitação de um sulfato de cátion M^{2+}:
\mathrm{MSO}_{4}(s)\;\rightleftharpoons\;M^{2+}(aq)\;+\;\mathrm{SO}_{4}^{2-}(aq)
A reação de precipitação no sentido inverso (formação do sólido) é simplesmente
M^{2+}(aq)\;+\;\mathrm{SO}_{4}^{2-}(aq)\;\longrightarrow\;\mathrm{MSO}_{4}(s)
Para cada metal:
\mathrm{MgSO}_{4}(s)\rightleftharpoons\mathrm{Mg}^{2+} + \mathrm{SO}_{4}^{2-}\,,\quad \mathrm{CaSO}_{4}(s)\rightleftharpoons\mathrm{Ca}^{2+} + \mathrm{SO}_{4}^{2-},
\mathrm{SrSO}_{4}(s)\rightleftharpoons\mathrm{Sr}^{2+} + \mathrm{SO}_{4}^{2-}\,,\quad \mathrm{BaSO}_{4}(s)\rightleftharpoons\mathrm{Ba}^{2+} + \mathrm{SO}_{4}^{2-}.

Passo 3

O produto de solubilidade é
K_{\mathrm{ps}} = [M^{2+}]\,[\mathrm{SO}_{4}^{2-}].
Dos valores conhecidos em água a 25\,^{\circ}\mathrm{C}:
K_{\mathrm{ps}}(\mathrm{MgSO}_{4})\approx 9,5\times10^{-3},\quad K_{\mathrm{ps}}(\mathrm{CaSO}_{4})\approx 2,4\times10^{-5},
K_{\mathrm{ps}}(\mathrm{SrSO}_{4})\approx 3,2\times10^{-7},\quad K_{\mathrm{ps}}(\mathrm{BaSO}_{4})\approx 1,1\times10^{-10}.

Passo 4

Como menor K_{\mathrm{ps}} significa menor solubilidade e maior tendência ao precipitado, espera-se a seguinte ordem de velocidade de formação do sólido (mais rápido → mais lento):
\mathrm{BaSO}_{4} \;>\;\mathrm{SrSO}_{4}\;>\;\mathrm{CaSO}_{4}\;>\;\mathrm{MgSO}_{4}.
No ensaio, observou-se que o precipitado de \mathrm{BaSO}_{4} apareceu quase instantaneamente, seguido por \mathrm{SrSO}_{4} e depois \mathrm{CaSO}_{4}. \mathrm{MgSO}_{4} permaneceu em solução, confirmando que sua solubilidade é muito maior.

Passo 5

Não há semiequações de oxirredução envolvidas, pois a formação dos sulfatos é um equilíbrio de solubilidade, sem transferência de elétrons.

Resposta

Sim, houve variação na velocidade de precipitação: quanto menor o K_{\mathrm{ps}}, mais rápido se forma o sólido. Os dados experimentais (ordem BaS O_{4} > SrS O_{4} > CaS O_{4} > MgS O_{4}) estão de acordo com os valores de K_{\mathrm{ps}}.

Exercícios relacionados