Tratando-se uma solução problema com HCl diluído houve formação de um precipitado branco que solubilizou-se totalmente em meio aquoso após aquecimento. 15 mL desta solução problema foi tratada com iodeto de potássio formando um precipitado amarelo que após seco pesou 0,325 g.
a. Qual o cátion em questão?
b. Qual a concentração em mol.L ^-1 e g.L ^-1 do cátion presente na solução problema?

Passo 1

Vamos entender o que a questão está nos pedindo. Temos uma solução de HCl diluído onde, inicialmente, formou-se um precipitado branco que se dissolveu completamente após aquecimento. Depois, 15 mL dessa solução foram tratados com iodeto de potássio, formando um precipitado amarelo que pesou 0,325 g após a secagem. O conteúdo da matéria envolve química de precipitados e cálculos de concentração. Para resolver, vamos precisar usar conceitos de solubilidade, reações de precipitação e cálculos estequiométricos.

Passo 2

Primeiro, precisamos identificar qual é o cátion que formou o precipitado branco inicialmente e depois o amarelo. Na presença de HCl diluído, o precipitado branco pode ser de cloreto de prata (AgCl), porque o cloreto de prata é insolúvel em água e forma um sólido branco. Quando tratamos essa solução com iodeto de potássio (KI), uma reação ocorre formando iodeto de prata (AgI), que é um precipitado amarelo.

Passo 3

Agora, vamos confirmar o cátion. Sabemos que:
  • Cloreto de prata (AgCl) forma um precipitado branco.
  • Iodeto de prata (AgI) forma um precipitado amarelo.
    Portanto, o cátion em questão é o íon prata (Ag⁺).

Passo 4

Para determinar a concentração do cátion prata na solução original, usamos a massa do precipitado amarelo formado. A massa do AgI formado foi de 0,325 g. Vamos calcular a quantidade de mols de AgI:
A massa molar do AgI:
  • Ag: 107,87 g/mol
  • I: 126,90 g/mol
    Total: 107,87 + 126,90 = 234,77 g/mol
Mols de AgI = massa / massa molar = 0,325 g / 234,77 g/mol ≈ 0,001385 mol

Passo 5

A reação entre Ag⁺ e I⁻ é 1:1, ou seja, 1 mol de Ag⁺ reage com 1 mol de I⁻ para formar 1 mol de AgI. Portanto, a quantidade de mols de Ag⁺ na solução original é a mesma quantidade de mols de AgI formada, que é 0,001385 mol.

Passo 6

Essa quantidade de mols de Ag⁺ estava presente em 15 mL da solução problema. Para encontrar a concentração em mol/L (molaridade), usamos a fórmula:
Molaridade (mol/L) = mols / volume (L)
Volume em litros = 15 mL / 1000 = 0,015 L
Molaridade = 0,001385 mol / 0,015 L ≈ 0,0923 mol/L

Passo 7

Para encontrar a concentração em g/L, multiplicamos a molaridade pela massa molar do Ag:
Concentração (g/L) = Molaridade (mol/L) × Massa molar (g/mol)
Concentração = 0,0923 mol/L × 107,87 g/mol ≈ 9,95 g/L

Resposta

a. O cátion em questão é o íon prata (Ag⁺).
b. A concentração do cátion prata na solução problema é aproximadamente 0,0923 mol/L e 9,95 g/L.

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