Ano 2023#quimica#equilibrio-quimico#produto-de-solubilidade#precipitacao-seletiva#solucoes-aquosas#fase2#discursiva

Sobre o tema

A precipitação seletiva é um método de separação de íons em solução aquosa baseada na diferença dos produtos de solubilidade (Kps) dos compostos formados. Quando um ânion é adicionado progressivamente a uma mistura de cátions, o sólido com menor Kps tende a precipitar primeiro, desde que a concentração do ânion atinja o valor mínimo necessário para exceder o produto iônico (Q) em relação ao Kps. Este conceito é fundamental em análises qualitativas e processos de purificação. No problema do ITA 2023, são fornecidas duas soluções com diferentes concentrações de cátions A⁺ e B⁺ e os Kps de AC e BC. A determinação da ordem de precipitação envolve calcular a concentração de C⁻ necessária para iniciar a precipitação de cada sal, comparando esses valores. O sólido que requer menor [C⁻] precipita primeiro.

Tópicos relacionados

  • Produto de solubilidade (Kps)
  • Ordem de precipitação seletiva
  • Concentração mínima para precipitação
  • Comparação entre Q e Kps
  • Equilíbrios simultâneos em solução

Enunciado

Duas soluções aquosas, contendo os cátions genéricos, A⁺ e B⁺, são preparadas com as concentrações iniciais descritas a seguir.
Solução 1: [A⁺] = 2 × 10⁻² mol L⁻¹ e [B⁺] = 1 × 10⁻⁴ mol L⁻¹.
Solução 2: [A⁺] = 5 × 10⁻² mol L⁻¹ e [B⁺] = 1 × 10⁻³ mol L⁻¹.
A cada uma dessas soluções são adicionadas quantidades progressivas de um ânion C⁻, sem variação significativa do volume das soluções. Considere que os produtos de solubilidade dos sólidos AC(s) e BC(s) são iguais a 1 × 10⁻⁷ e 1 × 10⁻⁹, respectivamente.
Com base nessas informações, determine o que se pede para a solução 1 e para a solução 2.
a) Qual sólido será formado primeiro com a adição progressiva de C⁻ a cada uma das soluções? Justifique a sua resposta.
b) Conforme C⁻ é progressivamente adicionado, o segundo sólido começa a se formar. Nesse momento, qual é a concentração em solução do cátion desse primeiro sólido precipitado em cada solução?

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Perguntas frequentes

Como calcular a concentração de ânion necessária para iniciar a precipitação de um sal?

Para um sal genérico AC, a precipitação inicia quando Q = [A⁺][C⁻] atinge Kps. Assim, [C⁻] mínima = Kps / [A⁺] inicial.

O que determina qual sólido precipita primeiro em uma mistura de cátions?

O sólido com menor valor de Kps não necessariamente precipita primeiro; é preciso calcular a concentração do ânion necessária para cada sal. O sal que requer menor [ânion] precipita primeiro.

Quando o segundo sólido começa a precipitar, qual a concentração do cátion do primeiro precipitado?

Nesse momento, a [C⁻] é suficiente para iniciar a precipitação do segundo sal. Então, para o primeiro sal, que já está em equilíbrio, [A⁺] = Kps_AC / [C⁻] atual.

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