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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 18 (Química) do ITA 2012

Química · Química: Produto de solubilidade (Kps)

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro = 6{,}02 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}

Constante de Faraday (F) = 9{,}65 \times 10^4\ \text{C}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{A}\ \text{s}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{J}\ \text{V}^{-1}\ \text{mol}^{-1}

Volume molar de gás ideal = 22{,}4\ \text{L} (CNTP)

Carga elementar = 1{,}602 \times 10^{-19}\ \text{C}

Constante dos gases (R) = 8{,}21 \times 10^{-2}\ \text{atm}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 8{,}31\ \text{J}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 1{,}98\ \text{cal}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 62{,}4\ \text{mm}\,\text{Hg}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1}

Constante gravitacional (g) = 9{,}81\ \text{m}\ \text{s}^{-2}

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 101\,325\ \text{N}\ \text{m}^{-2} = 760\ \text{Torr}

1\ \text{J} = 1\ \text{N}\ \text{m} = 1\ \text{kg}\ \text{m}^2\ \text{s}^{-2}

Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 760\ \text{mmHg}

Condições ambientes: 25\ ^\circ\text{C} e 1\ \text{atm}

Condições-padrão: 25\ ^\circ\text{C} e 1\ \text{atm} ; concentração das soluções = 1\ \text{mol}\ \text{L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.

(s) = sólido . (\ell) = líquido . (g) = gás . (aq) = aquoso . (CM) = circuito metálico . (conc) = concentrado .

(ua) = unidades arbitrárias . [\text{A}] = concentração da espécie química A em \text{mol}\ \text{L}^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(\text{g.mol}^{-1})
Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(\text{g.mol}^{-1})
H 1 1,01 S 16 32,07
Li 3 6,94 Cl 17 35,45
C 6 12,01 K 19 39,10
N 7 14,01 Ca 20 40,08
O 8 16,00 Mn 25 54,94
F 9 19,00 As 33 74,92
Na 11 22,99 Br 35 79,90
Mg 12 24,30 Ag 47 107,90
Al 13 26,98 I 53 126,90
Si 14 28,08 Pt 78 195,08
P 15 30,97 Hg 80 200,59

São descritos três experimentos (I, II e III) utilizando-se em cada um 30 mL de uma solução aquosa saturada, com corpo de fundo de cloreto de prata, em um béquer de 50 mL a 25 °C e 1 atm:

I. Adiciona-se certa quantidade de uma solução aquosa 1\text{ mol.L}^{-1} em cloreto de sódio.
II. Borbulha-se sulfeto de hidrogênio gasoso na solução por certo período de tempo.
III. Adiciona-se certa quantidade de uma solução aquosa 1\text{ mol.L}^{-1} em nitrato de prata.

Em relação aos resultados observados após atingir o equilíbrio, assinale a opção que apresenta o(s) experimento(s) no(s) qual(is) houve aumento da quantidade de sólido.

  1. A
    Apenas I
  2. B
    Apenas I e II
  3. C
    Apenas I e III
  4. D
    Apenas II e III
  5. E
    Apenas I, II e III
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Resolução comentada

Uma solução saturada com corpo de fundo apresenta equilíbrio entre o sólido e os íons dissolvidos:

\ce{AgCl(s) <=> Ag+(aq) + Cl-(aq)}

A temperatura constante, o produto [\ce{Ag+}][\ce{Cl-}] é igual ao produto de solubilidade, K_{ps}. Se a adição de um reagente elevar esse produto, ocorrerá precipitação até o equilíbrio ser restabelecido.

No experimento I, o cloreto de sódio fornece \ce{Cl-}, um íon comum ao equilíbrio. O aumento de sua concentração favorece a formação de \ce{AgCl(s)}, aumentando a quantidade de precipitado.

No experimento II, o sulfeto de hidrogênio reage com os íons prata, formando sulfeto de prata, um sólido de solubilidade extremamente baixa. A reação pode ser representada por:

\ce{2Ag+(aq) + H2S(aq) -> Ag2S(s) + 2H+(aq)}

Assim, também ocorre formação de precipitado, agora de uma substância diferente do cloreto de prata: o \ce{Ag2S}.

No experimento III, o nitrato de prata fornece \ce{Ag+}, outro íon comum. Como no experimento I, o equilíbrio favorece a precipitação de \ce{AgCl}.

Portanto, há formação de sólido por precipitação nos três experimentos.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADesconsidera a precipitação de sulfeto de prata em II e o efeito do íon comum em III.
  • BExclui III, embora a adição de íons prata provoque precipitação de cloreto de prata.
  • CDesconsidera a formação de sulfeto de prata insolúvel no experimento II.
  • DExclui I, embora a adição de cloreto favoreça a precipitação pelo efeito do íon comum.

Assunto: Produto de solubilidade (Kps).

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Fonte: ITA 2012 · Química. Prova oficial ↗