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Equilíbrio Heterogêneo Prof. Elias Yuki Ionashiro Suponha um sal insolúvel de AgCl (KPs = 1,80 x 10-10). Onde O Sal apresenta solubilidade menor: em água, ou em uma solução de HCl 0,10 mol L-1? Justifique a sua resposta. Qual a solubilidade em gramas por litro dos seguintes sais abaixo? AgCl AgCl em solução de NaCl 0,200 mol L-1 Ag2CrO4 Ag2CrO4 em solução de AgNO3 0,100 mol L-1 Ag2CrO4 em solução de K2CrO4 0,200 mol L-1 BaSO4 BaSO4 em solução de H2SO4 0,200 mol L-1 Suponha uma solução de NaCl, NaBr e NaI (0,200 mol L-1 cada), os íons Cl-, Br- e I-, formam compostos insolúveis com o íon Ag+. Sabendo-se disso e de posse dos KPs dos compostos insoluveis responda: Qual a concentração de Ag+, que deve-se ter em solução para se iniciar a precipitação de AgCl? Qual a concentração de Ag+, que deve-se ter em solução para se iniciar a precipitação de AgBr? Qual a concentração de Ag+, que deve-se ter em solução para se iniciar a precipitação de AgI? Qual a concentração de Ag+, que deve-se ter em solução para se ter a precipitação quantitativa de AgCl? Qual a concentração de Ag+, que deve-se ter em solução para se ter a precipitação quantitativa de AgBr? Qual a concentração de Ag+, que deve-se ter em solução para se ter a precipitação quantitativa de AgI? É possível em teoria a separação quantitativa (99,99%) do Cl- do Br-? É possível em teoria a separação quantitativa (99,99%) do Br- do I-? É possível em teoria a separação quantitativa (99,99%) do Cl- do I-? Por que na prática é Inviável a separação quantitativa de Cl-, Br-, e I-, adicionando AgNO3? Qual a vantagem e a desvantagem da separação de metais, a partir da formação de seus hidróxidos metálicos? Por que é utilizada a separação de cátions utilizando tanto precipitação via hidróxidos metálicos e precipitação via sulfetos metálicos? Sabe-se que a maioria dos metais de transição formam hidróxidos sólidos quando esses metais reagem com uma base forte como o NaOH com a seguinte reação descrita abaixo: Mn+ (aq) + nOH- (aq) ( M(OH)n (s) Sabendo-se disso responda qual o pH que as soluções devem ser ajustadas para que seja possível a separação dos metais abaixo. Responda também se cada uma das separações é quantitativa (99,99%), caso não seja possivel a separação em 99,99%, qual a porcentagem de separação que se é possível de se obter de cada um dos compostos? Zn2+e Cr3+ (0,3 molL-1 cada) Cu2+ e Fe3+ (0,3 e 0,1 respectivamente) Ni2+ e Zn2+ (0,3 molL-1 cada) Cr3+, Co2+ e Cu2+ (0,2 molL-1 cada) Fe3+, Cr3+ e In3+ (0,05 molL-1 cada) Considere a mistura dos seguintes metais abaixo e calcule qual pH que deve ser ajustada a solução para realizar a precipitação fracionada através da adição de H2S. Depois calcule a concentração do íon que precipita primeiro, quando se atinge o pH de precipitação do segundo íon. Diga se a precipitação é quantitativa., caso não seja quantitativa, qual a porcentagem de separação que se é possível de se obter de cada um dos compostos? Fe+2+ e Co2+ (0,3molL-1 cada). Cu2+ e Fe2+ (0,3 e 0,1 respectivamente). Ni2+ e Co2+ (0,2 mol L-1) Cd2+, Ni2+ e Fe2+ (0,1 molL-1 cada) Mn2+, Co2+ e Ni2+ (0,2; 0,1 e 0,3 molL-1 respectivamente) Suponha que você esteja na coordenação de um laboratório de análises florestais, e há suspeita de que uma empresa qualquer esteja enterrando inapropriadamente metais pesados, que são extremamente nocivos ao meio ambiente local. Os metais pesados a serem analisados são cromo, cádmio e Mercúrio. Para se realizar essa analise é necessário separá-los da amostra inicial e o método escolhido foi através da precipitação via hidróxidos através do controle de pH. Sabe-se que o Hg2+ precipitou quando o pH foi ajustado em 1,42, o Cr3+ quando o pH foi ajustado em 4,73 e o Cd2+ foi separado quando o pH foi ajustado em 7,08. Sabendo dessas informações diga qual a concentração de cada um dos metais. Diga se a separação dos metais é quantitativa. KPs: � BaSO4: 1,10 x 10-10 AgCl: 1,80 x 10-10 AgBr: 3,90 x 10-13 AgI: 8,30 x10-17 Ag2CrO4: 1,20 x 10-12 Fe(OH)3: 1,60 x 10-39 Cd(OH)2: 4,50 x 10-15 HgO( Hg2++ 2OH-): 3,60 x 10-26 Cr(OH)3: 1,60 x 10-30 Cu(OH)2: 4,80 x 10-20 Ni(OH)2: 6,00 x 10-10 Zn(OH)2: 3,00 x 10-15 Co(OH)2: 1,30 x 10-15 In(OH)3: 1,30 x 10-37 FeS: 8,00 x 10-19 CoS: 5,00 x 10-22 CuS: 8,00 x 10-37 NiS: 4,00x 10-20 CdS: 1,00 x 10-27 MnS: 3,00 x 10-11 � Gabarito: 2.a. 1,92 mg L-1 2.b. 0,129 g L-1 2.c. 22,21 mg L-1 2.d. 39,8 ng L-1 2.e. 0,81 mg L-1 2.f. 2,44 mg L-1 2.g. 0,128 g L-1 3.a. [AgNO3] = 9,00 x 10-10 mol L-1 3.b. [AgNO3] = 1,95 x 10-12 mol L-1 3.c. [AgNO3] = 4,15 x 10-16 mol L-1 3.d. [AgNO3] = 9,00 x 10-6 mol L-1 3.e. [AgNO3] = 1,95 x 10-8 mol L-1 3.f. [AgNO3] = 4,15 x 10-12 mol L-1 3.g. Não com uma separação de 99,97% 3.h Não com uma separação de 99,78% 3.i. Sim com uma separação de 99,999% 7.a. o Cr3+ precipita em 99,99% no intervalo de pH de 4,24 até 5,57. O Zn+2+ precipita quantitavamente no intervalo de pH de 7,0 até 9,0. 7.b. o Fe3+ precipita em 99,99% no intervalo de pH de 1,24 até 2,57. O Cu2+ precipita quantitavamente no intervalo de pH de 4,60 até 6,60. 7.c. o Zn2+ precipita no intervalo de pH de 7,08 até 9,0. O Ni2+ precipita quantitavamente no intervalo de pH de 9,65 até 11,65. 7.d. O Cr3+ precipita em 91,67% entre o pH 4,24 até 4,60; o Cobre precipita em 1,13% no intervalo de pH entre 5,58 até 6,60 e o Cobalto precipita em 99,99% entre o pH 6,81 até 8,81. 7.e. O Fe3+ precipita em 98,77% o pH 1,50 até 2,14; o In3+ precipita em 0,81% no intervalo de pH entre 2,14 até 3,47 e o Cr3+ precipita quantitativamente entre o pH 4,5 até 5,8. 8.a. o Co2+ precipita em 99,93% no Intervalo de pH entre 1,09 a 2,70; o Ferro precipita em 16% entre 3,09 a 4,69. 8.b. o Cobre se precipita em aproximadamente 100% em pH zero e o Ferro se precipita quantitativamente entre o intervalo de pH de 2,93 a 4,93. 8.c. O Níquel irá precipitar em 98,75% no intervalo de pH de 1,18 até 2,13 e o Cobalto irá precipitar em 0,80% entre o Intervalo de pH de 3,18 até 4,13. 8.d. O Cádmio precipita em aproximadamente 100% em pH 0. O Níquel precipita em 95% entre o intervalo de pH entre 2,28 até 2,93 e o Ferro precipita em 0,200% entre pH 4,28 até 4,93. 8.e. O Cobalto se precipita em 96,25% entre o intervalo de pH de 1,33 a 2,04; O Niquel se precipita em 0,267% entre o intervalo de pH de 3,34 a 4,04, e o Manganes se precipita em 99,99% entre o intervalo de pH de 6,57 a 8,57.. 9. As concentrações são: [Cr3+] = 0,01 mol L-1; [Hg2+] = 0,5 mol L-1 e [Cd2+] = 0,3 mol L-1.
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