IME/ITA ⇒ IME / Separação de misturas Tópico resolvido

[jopagliarin]

(IME 2014) Considere as etapas sequenciais de mistura/filtração do processo não contínuo a seguir.

IMG_20200402_171724~2.jpg (35.82 KiB) Exibido 2074 vezes

No Misturador 1, antes da adição de 100 mL de uma solução aquosa de sulfato de amônio 20 g/L, encontram-se 100 mL de uma solução aquosa composta por massas iguais de nitrato de prata, nitrato cúprico e nitrato de chumbo (II), de concentração total 60 g/L.
Ao Misturador 2, que contém o material passante do Filtro 1, adicionam-se 100 mL de uma solução aquosa de carbonato de sódio 40 g/L e uma pequena quantidade de uma solução de hidróxido de sódio objetivando o adequado ajuste do pH de precipitação para, em seguida, proceder a filtração. Sobre os produtos de filtração, pode se dizer que:

Alternativas
a)o precipitado retido no Filtro 2 é uma mistura heterogênea.
b)o precipitado retido no Filtro 1, conhecido como galena, é um sólido iônico resultante da reação:

[tex3]Pb(NO_3)_{2(aq)}+(NH_4)_2S_{(aq)}\rightleftarrows PbS_{(s)}+2\ NH_4NO_{3(aq)}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]Pb(NO_3)_{2(aq)}+(NH_4)_2S_{(aq)}\rightleftarrows PbS_{(s)}+2\ NH_4NO_{3(aq)}[/tex3]

c)no misturador 2 observam-se os seguintes equilíbrios iônicos:

[tex3]2\ Ag^+_{(aq)}+CO_{3(aq)}^{-2}\rightleftarrows Ag_2CO_{3(s)}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]2\ Ag^+_{(aq)}+CO_{3(aq)}^{-2}\rightleftarrows Ag_2CO_{3(s)}[/tex3]

[tex3]2\ Cu^+_{(aq)}+CO_{3(aq)}^{-2}\rightleftarrows Cu_2CO_{3(s)}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]2\ Cu^+_{(aq)}+CO_{3(aq)}^{-2}\rightleftarrows Cu_2CO_{3(s)}[/tex3]

d)o chumbo no estado sólido pode ser obtido espontaneamente através do sólido retido no Filtro 1, conforme a reação comum às baterias de chumbo:

[tex3]2\ PbSO_{4(s)}+2\ H_2O_{(l)}\rightleftarrows PbO_{2(s)}+Pb_{(s)}+2\ SO_{4(aq)}^{-2}+4\ H^+_{(aq)}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]2\ PbSO_{4(s)}+2\ H_2O_{(l)}\rightleftarrows PbO_{2(s)}+Pb_{(s)}+2\ SO_{4(aq)}^{-2}+4\ H^+_{(aq)}[/tex3]

e)o precipitado retido no Filtro 2 é um sólido molecular, metaestável, com baixo ponto de fusão e com excelentes propriedades de condução térmica e elétrica.

Resposta

---

A

Sinceramente, não sei nem por onde começar a resolver haha

[Planck]

Olá, jopagliarin.

Na primeira olhada a questão assusta. Mas, com calma, conseguimos obter algumas informações importante. Note que:

No Misturador 1, antes da adição de 100 mL de uma solução aquosa de sulfato de amônio 20 g/L, encontram-se 100 mL de uma solução aquosa composta por massas iguais de nitrato de prata, nitrato cúprico e nitrato de chumbo (II), de concentração total 60 g/L.

Irá acontecer a seguinte reação:

[tex3]\(\text{NH}_4\)_2 \text{SO}_{4 (\text {aq})} + \text {Pb} \(\text{NO}_{3}\)_{2(\text{aq})} \longrightarrow 2 \text {NH}_4 \text{NO}_{\text{3(aq)}} + \text {PbSO}_{4\text{(s)}}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\(\text{NH}_4\)_2 \text{SO}_{4 (\text {aq})} + \text {Pb} \(\text{NO}_{3}\)_{2(\text{aq})} \longrightarrow 2 \text {NH}_4 \text{NO}_{\text{3(aq)}} + \text {PbSO}_{4\text{(s)}}[/tex3]

Vamos lembrar algumas regras de solubilidade. Sais de metais alcalinos, de nitratos e de amônio são solúveis. Carbonatos são insolúveis. Sulfato quando associado ao chumbo, estrôncio, bário e cálcio, são insolúveis. Além disso, se reagirmos sulfato de amônio com nitrato de prata e nitrato cúprico, obtemos sulfato de prata e sulfato de cobre que são solúveis. Logo, a reação de dupla troca não acontece. Portanto, o sulfato de chumbo fica retido no filtro 1.

No misturador seguinte, a reação do nitrato cúprico e do nitrato de prata com o carbonato de cálcio gera carbonato cúprico e carbonato de prata, que são insolúveis; isso constitui um sistema heterogêneo. No filtro 2, o carbonato cúprico e o carbonato de prata ficam retidos.

A alternativa b) descreve uma reação com sulfeto de amônio. Na alternativa c), está sendo usado o cobre I e não o cobre II. Na alternativa d), a bateria de chumbo é descrita por outra reação (caso queira, posso escrever a reação). Na alternativa e), o precipitado retido no filtro 2 é uma mistura de sólidos iônicos.

[Jigsaw]

jopagliarin,

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[jopagliarin]

Aquele hidróxido de sódio no misturador 2 não muda nada na resolução?

[Planck]

Aquele hidróxido de sódio no misturador 2 não muda nada na resolução?

Aparentemente, não altera. O enunciado menciona que o hidróxido de sódio está em pequena quantidade e foi utilizado apenas para fins de correção do pH.