Físico-Química

Em lugares onde a falta de água chega à índice críticos como na África, a média de consumo por $pessoa/dia$ é de $10-15/L$ , enquanto isso em Nova York, um indivíduo gasta aproximadamente $2000 L/dia$ . Considere que o potencial hidrogeniônico da água potável esteja na faixa de $6,5\, a\, 8,5$ e que a concentração do ânion cloreto $[Cl^-]$ seja de $250 mg/L$ .

Desse modo, quando $25,0 mL$ de uma solução de $NaCl$ $0,10 M$ reage com $5,0 mL$ de uma solução padrão de $AgNO_3 - 0,20 M$ $(Kps\, AgCl = 1,0\cdot 10^{-10})$ , é correto dizer que :

A) $[Ag^+]$ é equivalente à $[Cl^ - ]$ na solução resultante.
B) $[Cl^-]$ na solução informar que esse índice está acima do valor de referência.
C) $[Ag^+]$ é equivalente à $2,0 \cdot 10^{-9} M$ e $[Cl^- ]$ está abaixo do valor de referência.
D) $[Cl^- ]$ é equivalente à $5,0 \cdot 10^{-2} M$ e $[Ag^+]$ é $1,0 \cdot 10^{-5}M.$
E) $[Cl^- ]$ é equivalente à $2,0 \cdot 10^{-9} M$ e $[Ag^+]$ é igual a $1,35 \cdot 10^{-5} M$

Resposta

B

Poderiam justificar cada uma das alternativas!

Consideremos a reação:
$NaC\ell_{(aq)}+AgNO_3_{(aq)} \rightarrow AgC\ell_{(s)}+NaNO_3_{(aq)}$

$25 \ mL \ , \ 0,10 \ M \ de \ AgNO_3 \equiv 0,0025 \ mol$
$5 \ mL \ , \ 0,20 \ M \ de \ NaNO_3 \equiv 0,0010 \ mol$

Há portanto a formação de $0,0010 \ mol \ de \ AgC\ell$ e resta em solução $0,0015 \ mol \ de \ NaC\ell$

A prata em solução é dada pelo equilíbrio:
$AgC\ell_{(s)} \rightleftharpoons Ag^+_{(aq)}+C\ell^-_{(aq)}$
$[Ag^+]=[C\ell^-]=x$
Utilizando a expressão do $k_{ps}$ : $k_{ps}_{(AgNO_3)}=[Ag^+][C\ell^-]$
$10^{-10}=x^2$
$x=[Ag^+]=10^{-5} \ mol/L$

Claro que a $[C\ell^-]$ proveniente da dissolução do $AgC\ell$ é desprezível quendo comparada com o $C\ell^-$ restante do $NaC\ell$ .

Há em solução $0,0015 \ mol \ de \ NaC\ell \equiv 0,0015 \ mol \ de \ C\ell^-$ e o volume total da solução é $30 \ mL$
$[C\ell^-]=\frac{0,0015}{0,030}=0,05 \ mol/L$

Diego, não cheguei à resposta B, mas sim à D. Pode ser que tenha errado em alguma coisa que não estou percebendo.

Um abraço!

Mensagem não lidapor **Diegooo** » Seg 07 Jan, 2013 21:50

Olá Valdecirtozzi,

Considere que o potencial hidrogeniônico da água potável esteja na faixa de $6,5\, a\, 8,5$

Código: Selecionar tudo

[tex3]6,5\, a\, 8,5[/tex3]

e que a concentração do ânion cloreto $[Cl^-]$

Código: Selecionar tudo

[tex3][Cl^-][/tex3]

seja de $250 mg/L$

Código: Selecionar tudo

[tex3]250 mg/L[/tex3]

Perceba que o enunciado nos deu a faixa do pH bem como concentração do ácido clorídrico na água $[Cl^-] = 250 mg/L$ . Creio que devemos usar essa informação, já que estamos tratando de uma solução aquosa, concorda?

$\cancel{Na^+_{(aq)}} + Cl^-_{(aq)} + Ag^+_{(aq)} + \cancel{NO_3^-}_{(aq)} \rightarrow AgCl_{(s)} + \cancel{Na^+_{(aq)}} + \cancel{NO_3^-}_{(aq)}$

$[Cl^-]_{(aq)}_{excesso}= \frac{0,0015}{0,030}=5\cdot 10^{-2} M$

$\boxed{[Cl^-]=\frac{250\cdot10^{-3}}{35,5}\approx 7,04\cdot 10^{-3}M}$

Logo concluímos que:

$5.10^{-2} > 7,04\cdot 10^{-3}$

E agora, temos duas respostas?

Vou aguardar seu posicionamento!

Abraço.

Diego, ontem à noite pensando na questão, verifiquei que fiz uma besteira enorme no cálculo. Assim que tiver um tempo maior , voltamos a discuti-la. Obs: não há ácido cloridrico em solução, pois o meio é fracamente ácido ou básico.

Um abraço!

Mensagem não lidapor **Diegooo** » Ter 08 Jan, 2013 09:38

Ok! Sem problemas. E quanto a palavra ácido clorídrico me expressei errado "não sei de onde tirei isso" era pra ser ânions cloreto.

Abraço.

Voltemos à questão:
$NaC\ell_{(aq)}+AgNO_3_{(aq)} \rightarrow AgC\ell_{(s)}+NaNO_3_{(aq)}$
$5 \ mL, \ 0,20 \ M \ de \ AgNO_3 \equiv0,0010 \ mol$
$25 \ mL, \ 0,10 \ M \ de \ NaC\ell \equiv 0,0025 \ mol$

Com isso, há formação de $0,0010 \ mol \ de \ AgC\ell$ , restando em solução $0,0015 \ mol \ de \ NaC\ell$ .

Considerando a dissolução do $AgC\ell$ :
$AgC\ell_{(s)} \rightleftharpoons Ag^+_{(aq)}+C\ell^-_{{aq)}$
Neste equilíbrio, há incialmente $0,0015 \ mol \ de \ C\ell^-$ .
$x \ mol \ de \ Ag^+$ reagirão com $x \ mol \ de \ C\ell^-$ e o equilíbrio teremos:
$n_{Ag^+}=x$
$n_{C\ell^-}=0,0015-x \approx0,0015 \ mol$

$kps=[Ag^+_{(aq)}][C\ell^-_{(aq)}]$
$10^{-10}=\frac{x}{0,030} \ . \frac{0,0015}{0,030}$
$x=6 \ . \ 10^{-11} \ mol \ de \ Ag^+$
$[Ag^+]=\frac{6 \ . \ 10^{-11}}{0,0030}=2 \ . \ 10^{-9} \ M$

A concentração molar de $C\ell^-_r$ remanescente em solução será (como você havia calculado):
$[C\ell^-]=\frac{0,0015}{0,030}=0,05 \ M$

A concentração molar de $C\ell^-_e$ especificada é:
$[C\ell^-]=\frac{0,250}{35,5}=0,00704 \ M$

$[C\ell^-_r]>[C\ell^-_e]$

Resposta $\boxed{\boxed{B}}$

Espero ter ajudado!

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