Quais são os íons de cada composto iônico?
\mathrm{Fe}_{2}\left(\mathrm{SO}_{4}\right)_{3}

Passo 1

O enunciado pede: identificar os íons presentes no composto iônico \mathrm{Fe}_{2}\left(\mathrm{SO}_{4}\right)_{3}.
Informações dadas no enunciado:
  • A fórmula do composto é \mathrm{Fe}_{2}\left(\mathrm{SO}_{4}\right)_{3}.
  • 2 átomos de ferro ( \mathrm{Fe}) e 3 unidades do radical \mathrm{SO}_{4} na fórmula.

Passo 2

Conceito importante (explicação passo a passo): compostos iônicos são formados por cátions (íons positivos) e ânions (íons negativos). Quando aparece na fórmula um grupo entre parênteses como \left(\mathrm{SO}_{4}\right) isso indica um íon poliatômico ( \mathrm{SO}_{4}) repetido 3 vezes. Então esperamos que o composto seja formado por:
  • cátions vindos do elemento ferro ( \mathrm{Fe});
  • ânions iguais a \mathrm{SO}_{4}^{\,?} (a carga ainda é desconhecida e vamos determinar).

Passo 3

Estratégia para descobrir as cargas: usar a condição de neutralidade elétrica do composto, isto é, a soma das cargas deve ser zero. Seja x a carga (número inteiro) do íon ferro e seja y a carga do íon \mathrm{SO}_{4}. A neutralidade dá a equação
2x + 3y = 0.
Nossa tarefa é encontrar inteiros x e y que satisfaçam isso e que façam sentido quimicamente.

Passo 4

Raciocínio prático (teste de estados comuns): o ferro costuma formar estados de oxidação +2 ou +3. Vamos testar cada um.
  • Se x = +2 (ferro 2+), substituindo em 2x + 3y = 0 temos
2\cdot(+2) + 3y = 0 \quad\Rightarrow\quad 4 + 3y = 0 \quad\Rightarrow\quad y = -\dfrac{4}{3},
o que dá uma carga não inteira para o ânion, impossível para um íon isolado. Logo x\neq +2.
  • Se x = +3 (ferro 3+), substituindo:
2\cdot(+3) + 3y = 0 \quad\Rightarrow\quad 6 + 3y = 0 \quad\Rightarrow\quad y = -2.
Isso dá uma carga inteira plausível para o ânion: y = -2. Portanto o íon \mathrm{SO}_{4} tem carga -2 e o ferro tem carga +3.

Passo 5

Verificação usando números de oxidação no grupo \mathrm{SO}_{4}: cada oxigênio geralmente tem oxidação -2. Se o ânion \mathrm{SO}_{4} tem carga -2, o átomo de enxofre tem oxidação s tal que
s + 4(-2) = -2 \quad\Rightarrow\quad s - 8 = -2 \quad\Rightarrow\quad s = +6,
o que é consistente com o enxofre no íon sulfato. Assim a conclusão anterior está confirmada.

Passo 6

Conclusão prática e como escrever os íons: no composto \mathrm{Fe}_{2}\left(\mathrm{SO}_{4}\right)_{3} aparecem dois cátions \mathrm{Fe}^{3+} e três ânions \mathrm{SO}_{4}^{2-}. A neutralidade é confirmada por
2\cdot(+3) + 3\cdot(-2) = +6 -6 = 0.

Resposta

Cátions: 2\times \mathrm{Fe}^{3+}
Ânions: 3\times \mathrm{SO}_{4}^{2-}

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