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Equilíbrio de Solubilidade de Compostos dos Metais da 2ª Coluna Introdução As propriedades químicas dos elementos da segunda coluna da tabela periódica são muito semelhantes. Portanto, separá-los de uma mistura é muito difícil. Muitos dos seus compostos são pouco solúveis, mas é possível, a partir da escolha do ânion apropriado, encontrar diferenças de solubilidade em uma mistura, induzindo a precipitação seletiva dos cátions desses metais. A separação do precipitado e da solução inicial pode então ser feita por filtração ou centrifugação do sólido resultante. Neste experimento, será estudado o efeito da adição de ânions às soluções que contêm os cátions dos metais da segunda coluna. Procure na tabela periódica os nomes e símbolos destes elementos. Depois de um estudo sistemático das solubilidades relativas de seus carbonatos, cromatos, sulfatos, oxalatos, hidróxidos e hidrogenofosfatos (todos ânions), você será capaz de prever uma sequência de análise qualitativa para identificar esses cátions em uma solução desconhecida. Há uma sequência sistemática para identificação de todos os cátions que podem ser encontrados em uma solução, a qual é conhecida como marcha analítica. Na marcha analítica, os ânions necessários à precipitação dos cátions da segunda coluna são adicionados à solução depois que todos os outros cátions (exceto aqueles da primeira coluna) foram precipitados e separados. A marcha analítica, de forma simplificada, consiste na precipitação seletiva de determinado grupo de íons, os quais são separados dos outros por filtração ou centrifugação. Cada grupo desses tem um agente precipitante determinado. Os sólidos separados são, então, re-dissolvidos em solventes apropriados de modo que, ao final da marcha, todos os íons encontram-se separados uns dos outros. Para um sal pouco solúvel (AxBy) em equilíbrio com seus íons em solução aquosa, o equilíbrio de solubilidade é representado pela equação 1: AxBy (s) x Ay+(aq) + y Bx-(aq) ↔ Equação 1 A expressão da constante para esse equilíbrio é chamada de produto de solubilidade, Kps. Essa constante é igual ao produto das atividades dos íons na solução saturada, elevadas aos coeficientes estequiométricos das espécies na equação. Por simplificação, vamos utilizar as concentrações ao invés das atividades na expressão da constante de equilíbrio Kps = [Ay+]x [Bx-]y (no equilibrio) Equação 2 Formação de precipitados O quociente reacional (Qps) desse equilíbrio é o produto das concentrações dos íons presentes numa solução, elevadas aos coeficientes estequiométricos de cada um, mas em uma condição fora do equilíbrio. Ele pode ser representado, portanto, de forma semelhante ao produto de solubilidade da Equação 2, mas é válido para qualquer condição do sistema, não apenas para o equilíbrio: Qps = [Ay+]x [Bx-]y Equação 2 Neste experimento, as concentrações utilizadas no cálculo de Qps já são conhecidas e correspondem à concentração inicial de cátions em cada solução fornecida. Sabendo que para o cálculo de Kps usamos as concentrações no equilíbrio, podemos prever se ocorrerá precipitação, e, consequentemente, a separação de um determinado cátion, comparando-se os valores de Qps com os de Kps. Logo, teremos: ● Se Qps > Kps – a solução está saturada e ocorrerá precipitação. ● Se Qps