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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 1 (Química) do ITA 2013

Química · Química: Produto de solubilidade (Kps)

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

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

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

Volume molar de gás ideal = 22,4\ L\quad (CNTP)

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

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

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

Constante de Rydberg (R_\infty hc) = 2,18 \times 10^{-18}\ J = 13,6\ eV

DEFINIÇÕES

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

1\ J = 1\ N \cdot m = 1\ kg \cdot m^2 \cdot s^{-2}; 1\ pm = 1 \times 10^{-12}\ m; 1\ eV = 1,602 \times 10^{-19}\ J

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

Condições ambientes: 25\ ^0\text{C} e 1\ atm

Condições-padrão: 25\ ^0\text{C} e 1\ atm; concentração das soluções = 1\ mol \cdot 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. [A] = concentração da espécie química A em mol \cdot L^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(g \cdot mol^{-1})
Elemento Químico Número Atômico Massa Molar
(g \cdot mol^{-1})
H 1 1,01 Ca 20 40,08
Li 3 6,94 Cr 24 52,00
B 5 10,81 Fe 26 55,85
C 6 12,01 Cu 29 63,55
N 7 14,01 Zn 30 65,38
O 8 16,00 Ge 32 72,63
F 9 19,00 Br 35 79,90
Na 11 22,99 Ag 47 107,90
Mg 12 24,31 I 53 126,90
Al 13 26,98 Xe 54 131,30
P 15 30,97 Ba 56 137,30
S 16 32,07 Pt 78 195,10
Cl 17 35,45 Hg 80 200,60
K 19 39,10 Pb 82 207,20

Uma alíquota de uma solução aquosa constituída de haletos de sódio foi adicionada a uma solução aquosa de nitrato de prata, com formação de um precipitado. À mistura contendo o precipitado, foi adicionada uma alíquota de solução aquosa diluída de hidróxido de amônio, com dissolução parcial do precipitado. Ao precipitado remanescente, foi adicionada uma alíquota de solução aquosa concentrada de hidróxido de amônio, verificando-se uma nova dissolução parcial do precipitado.

Sabendo que a mistura de haletos é constituída pelo fluoreto, brometo, cloreto e iodeto de sódio, assinale a alternativa CORRETA para o(s) haleto(s) de prata presente(s) no precipitado não dissolvido.

  1. A
    AgBr
  2. B
    AgC\ell
  3. C
    AgF
  4. D
    AgI
  5. E
    AgBr e AgC\ell
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Resolução comentada

Primeiro, quais haletos de prata precipitam. AgF é solúvel em água, então o fluoreto fica em solução. Precipitam AgCl (branco), AgBr (amarelo-claro) e AgI (amarelo).

A amônia dissolve esses sólidos formando o complexo \ce{[Ag(NH3)2]+}:

\ce{AgX(s) + 2 NH3(aq) <=> [Ag(NH3)2]+(aq) + X-(aq)}

Quanto menor o K_{ps}, mais difícil é dissolver. Valores aproximados: AgCl \approx 10^{-10}, AgBr \approx 10^{-13}, AgI \approx 10^{-17}.

  1. Amônia diluída: dissolve parcialmente o precipitado, e o que se dissolve é o AgCl, o mais solúvel.
  2. Amônia concentrada: nova dissolução parcial, agora do AgBr, que exige mais \ce{NH3} para deslocar o equilíbrio.
  3. O que sobra, mesmo com amônia concentrada, é o AgI, cujo K_{ps} é pequeno demais para o complexo formado ser capaz de dissolvê-lo.

Assim, o precipitado não dissolvido é formado por AgI.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa C engana quem supõe que o fluoreto de prata, por ter o halogênio mais eletronegativo, seria o mais insolúvel; na verdade AgF é solúvel, ao contrário dos demais haletos de prata.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AAgBr é dissolvido parcialmente pela amônia concentrada (a segunda dissolução), então não é o resíduo final.
  • BAgCl é o mais solúvel dos três e se dissolve já na amônia diluída.
  • CAgF é solúvel em água e nem chega a precipitar.
  • EAgBr e AgCl são dissolvidos pelas soluções de amônia; só o AgI resiste.

Assunto: Produto de solubilidade (Kps).

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Fonte: ITA 2013 · Química. Prova oficial ↗