Solubilidade de Sais: Exercícios Resolvidos
Este documento apresenta uma série de exercícios resolvidos sobre solubilidade de sais, abordando o cálculo do produto de solubilidade (Kps) e a determinação da solubilidade em diferentes condições. Os exercícios abrangem diversos sais, como PbI2, BaSO4, PbBr2, BaF2, MgF2 e SrSO4.
1. Produto de Solubilidade e Solubilidade de PbI2
3. O produto de solubilidade, a 25ºC, do PbI2 é de 9,6 x 10-9.
3.1. Calcule a solubilidade do sal.
O processo que ocorre é:
PbI2(s) <—> Pb2+(aq) + 2I-(aq)
Se a solubilidade do PbI2 for ‘s’, então:
Ks = [Pb2+] [I-]2 = s (2s)2
9,6 x 10-9 = 4s3
s = 1,3 x 10-3 M
3.2. Calcule a solubilidade do PbI2 numa disolución 0,01 M de CaI2, considerando que este sal se atopa totalmente disociado.
Numa solução de CaI2, a concentração de iões I- será a soma da concentração dos iões iodeto procedentes da dissociação do CaI2 (que está totalmente dissociado) e dos iões iodeto procedentes do PbI2 dissolvido. Se chamarmos s’ à solubilidade do PbI2 nestas condições, a
Ks = 9,6 x 10-9 = [Pb2+] [I-]2 = s (2s + 0,02)2
s é desprezível em relação a 0,02, portanto:
9,6 x 10-9 = s (0,02)2
s = 2,4 x 10-5 M
2. Solubilidade de BaSO4
4. 4.1. Sabendo que a 25ºC a Kps (BaSO4) é 1,1 x 10-10, determine a solubilidade do sal em g·L-1.
O processo que ocorre é:
BaSO4(s) <—> Ba2+(aq) + SO42-(aq)
Kps = [Ba2+] [SO42-] = 1,1 x 10-10 = s * s
s = √(1,1 x 10-10) = 1,05 x 10-5 M
Convertendo para g/L:
1,05 x 10-5 mol/L * 233,3 g/mol = 2,4 x 10-3 g/L
4.2. Se 250 mL de BaCl2 0,0040 M se engaden a 500 mL de K2SO4 0,0080 M e supoñendo cos volumes son aditivos, indique se se formará precipitado ou non.
As duas sais dissolvem-se completamente e os processos que ocorrem são:
BaCl2(s) —> Ba2+(aq) + 2Cl-(aq)
Moles de BaCl2 = 0,25 L * 0,004 mol/L = 1 x 10-3 mol
Concentração de Ba2+ = (1 x 10-3 mol) / 0,75 L = 1,33 x 10-3 M
3. Solubilidade de PbBr2
3. O produto de solubilidade do PbBr2 é 8,9 x 10-6. Determine a solubilidade molar:
3.1. em água pura.
O processo que ocorre é:
PbBr2(s) <—> Pb2+(aq) + 2Br-(aq)
Kps = [Pb2+] [Br-]2 = s (2s)2 = 4s3
8,9 x 10-6 = 4s3
s = ∛(8,9 x 10-6 / 4) = 1,3 x 10-2 M
3.2. numa disolución de Pb(NO3)2 0,20 M considerando que este sal está totalmente disociado.
Numa solução de Pb(NO3)2, a concentração de iões Pb2+ será a soma da concentração dos iões Pb2+ procedentes da dissociação do Pb(NO3)2 (que está totalmente dissociado) e dos iões Pb2+ procedentes do PbBr2 dissolvido.
Se chamarmos s’ à solubilidade do PbBr2 nestas condições, a
Ks = 8,9 x 10-6 = [Pb2+] [Br-]2 = (s + 0,2) (2s)2
s é desprezível em relação a 0,2, portanto:
8,9 x 10-6 = 0,2 * 4s2
s = √(8,9 x 10-6 / 0,8) = 3,3 x 10-3 M
4. Solubilidade de BaF2
3. A solubilidade do BaF2 em água é de 1,30 g L-1. Calcular:
3.1. O produto de solubilidade do sal.
O processo que ocorre é:
BaF2(s) —> Ba2+(aq) + 2F-(aq)
Convertendo a solubilidade para molaridade:
1,30 g/L * (1 mol BaF2 / 175,3 g) = 7,42 x 10-3 M
Kps = [Ba2+] [F-]2 = s * (2s)2 = 7,42 x 10-3 * (2 * 7,42 x 10-3)2 = 1,63 x 10-6
3.2. A solubilidade do BaF2 numa disolución aquosa 1 M de BaCl2, considerando que este sal está totalmente disociado.
Se o sal se dissocia completamente e a sua concentração é 1 M, o processo que ocorre é:
BaCl2(s) —> Ba2+(aq) + 2Cl-(aq)
Kps = [Ba2+] [F-]2 = (s + 1) * (2s)2 = 1,63 x 10-6
4s2 = 1,63 x 10-6
s = √(1,63 x 10-6 / 4) = 6,4 x 10-4 M
5. Solubilidade de MgF2
3. O produto de solubilidade, a 25ºC, do MgF2 é de 8,0 x 10-8.
3.1. ¿Quantos gramas de MgF2 podem disolver-se em 250 mL de água?.
O processo que ocorre é:
MgF2(s) —> Mg2+(aq) + 2F-(aq)
Ks = [Mg2+] [F-]2 = s (2s)2 = 4s3
8 x 10-8 = 4s3
s = ∛(8 x 10-8 / 4) = 2,71 x 10-3 M
Massa de MgF2 = 2,71 x 10-3 mol/L * 62,3 g/mol * 0,25 L = 0,042 g
3.2. ¿Quantos gramas de MgF2 disolveranse em 250 mL dunha disolución 0,1 M dun sal totalmente disociado como o Mg(NO3)2?.
Quando adicionamos MgF2 a uma solução de Mg(NO3)2, a concentração de iões Mg2+ será a soma da concentração dos iões Mg2+ procedentes da dissociação do Mg(NO3)2 (que está totalmente dissociado) e dos iões Mg2+ procedentes do MgF2 dissolvido.
Mg(NO3)2(s) <—> Mg2+(aq) + 2NO3-(aq)
Se chamarmos s’ à solubilidade do MgF2 nestas condições, a Ks = 8,0 x 10-8 = [Mg2+] [F-]2 = (s’ + 0,1) (2s’)2
s’ é desprezível em relação a 0,1, portanto:
8,0 x 10-8 = (0,1) * 4s’2
s’ = √(8,0 x 10-8 / 0,4) = 4,47 x 10-4 M
Massa de MgF2 = 4,47 x 10-4 mol/L * 62,3 g/mol * 0,250 L = 7 x 10-3 g
6. Solubilidade de SrSO4
3. O sulfato de estrôncio é uma sal muito pouco solúvel em água. A quantidade máxima deste sal que se pode disolver em 250 mL de agua a 25 ºC é de 26,0 mg.
3.1. Calcule o valor da constante do produto de solubilidade do sal a 25ºC.
Considerando a reação que ocorre e a expressão da Ks, resulta:
SrSO4(s) <—> Sr2+(aq) + SO42-(aq)
Solubilidade:
s = (0,026 g / 183,6 g/mol) / 0,25 L = 5,66 x 10-4 M
Ks = s * s = s2
Ks = (5,66 x 10-4)2 = 3,21 x 10-7
3.2. Indique se se formará um precipitado de sulfato de estrôncio ao misturar volumes iguais de disolucións de Na2SO4 0,02 M e de SrCl2 0,01 M, considerando que ambos sales están totalmente disociados. Suponha os volumes aditivos.
Considerando as reações que ocorrem, resulta:
Na2SO4(s) —> 2Na+ + SO42-
[SO42-] = 0,02 M / 2 = 0,01 M
SrCl2(s) —> Sr2+ + 2Cl-
[Sr2+] = 0,01 M / 2 = 0,005 M
Q = [Sr2+] [SO42-] = (0,005) * (0,01) = 5 x 10-5
Como Q (5 x 10-5) > Kps (3,21 x 10-7), haverá precipitado.