equilibrio ionico envolvendo reações de precipitação

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5. Equilíbrio Iônico Envolvendo 
Reações de Precipitação
Profa. Cristiane Forte
GOVERNO DO ESTADO DO CEARÁ
Secretaria da Ciência Tecnologia e Educação Superior
Universidade Estadual do Ceará - UECE
Centro de Ciência e Tecnologia – CCT
Curso de Licenciatura em Química
2
5.2 Equilíbrio de Solubilidade
◈ Reação de precipitação: ocorre quando precipitado, ou 
seja, um sólido pouco solúvel que se separa da solução - 
ppt
Na precipitação a partir de soluções aquosas 
normalmente estão envolvidos compostos iônicos
5.1 Equilíbrio de Solubilidade
◈ Para que serve?!
◈ Separação do produto que poderia interferir e uma 
análise/medida;
◈ Análise gravimétrica
◈ Análise volumétrica
◈ Para prever se um precipitado se forma quando se 
misturam duas soluções ou quando se junta um 
composto a uma solução é necessário conhecer a 
Solubilidade;
◈ SOLUBILIDADE: quantidade máxima de um soluto 
que se dissolve em um dado solvente a uma 
determinada temperatura
Uma solução saturada contém a quantidade máxima de 
um soluto que se dissolve em um dado solvente a uma 
determinada temperatura 
Solução saturada de 
sulfato de cobre(II) 
CuSO4 não dissolvido
5.1 Equilíbrio de Solubilidade
5.1 Equilíbrio de Solubilidade
◈ O momento em que a velocidade de dissolução 
iguala-se à velocidade de precipitação, 
corresponde ao instante em que se estabelece 
o equilíbrio de solubilidade do sal em estudo;
Ag
+
Ag
+Ag
+
Ag
+
Ag
+
Cl
-
Cl
-
Cl
-
Cl
-
Cl
-
AgCl
(s)
• Equilíbrio entre um eletrólito 
pouco solúvel e os íons que este 
eletrólito libera em solução
EQUILÍBRIO DE 
SOLUBILIDADE  
5.1 Equilíbrio de Solubilidade
◈ A maioria dos sais pouco solúveis encontra-se 
essencial e totalmente dissociada em soluções 
aquosas saturadas;
◈ Porém, quando dizemos que um sal pouco 
solúvel está completamente dissociado, não 
significa que todo o sal se dissolve. Ao 
contrário, a pequena quantidade que 
realmente solubiliza dissocia-se totalmente.
5.2 Solubilidade Molar e Produto de Solubilidade
◈ Considere uma solução saturada de cloreto de 
prata em equilíbrio com o AgCl(s): 
 
• Aplicando a Lei de Ação das Massas: 
Constante do Produto 
de Solubilidade Molar
Princípio do produto de solubilidade
“Em uma solução saturada de um 
eletrólito pouco solúvel, o produto das 
concentrações molares dos íons (mol L-1), 
elevadas a potências apropriadas é 
constante, para uma dada temperatura, 
independentemente de outros eletrólitos 
presentes na solução” (Nernst, 1889)
Kps = [A
y+]x . [Bx-]y
Para um sal do tipo AxBy
5.2 Solubilidade molar e Produto de 
Solubilidade
5.2 Solubilidade molar e 
Produto de Solubilidade
◈ Exemplos:
 
 
5.2 Solubilidade molar e 
Produto de Solubilidade
◈ Solubilidade molar (mol L-1): é o número de moles de 
soluto dissolvidos em 1 L de uma solução saturada ⇒ S
◈ Solubilidade (g/L): é o número de gramas de soluto 
dissolvidos em 1 L de uma solução saturada
5.2 Solubilidade molar e 
Produto de Solubilidade
◈ Considere o equilíbrio:
 S S
◈ Assim: [Ag+] = S e [Cl-] = S
◈ Podemos reescrever a expressão do Kps para o Cloreto de 
prata: Kps = S . S ⇒ Kps = S2
◈ E a solubilidade do sal determinada por:
 Ex.1: Determine a solubilidade do cloreto de prata, a 25°C?
 
5.2 Solubilidade molar e 
Produto de Solubilidade
5.2 Solubilidade molar e 
Produto de Solubilidade
◈  
5.2 Solubilidade molar e 
Produto de Solubilidade
◈ Ex2: Calcule a sua solubilidade molar dos seguintes sais:
a) Hidróxido de cobre
b) Hidróxido de alumínio
c) Cromato de prata
◈ Ex3: A solubilidade molar do sulfato de prata é 1.5×10
-2 
mol/L. Calcular o produto de solubilidade.
◈ Ex4: A solubilidade do Ag3PO4 é 0,20 mg por 100mL. 
Calcular seu Kps.
5.3 Relação entre o Kps e a formação do 
precipitado
◈ Podem ocorrer três situações, nos equilíbrios 
envolvendo sólidos iônicos em solução aquosa:
 a) solução saturada; 
b) solução insaturada; 
c) solução sobressaturada.
◈ Kps de um eletrólito pouco solúvel estabelece o critério 
para a formação de um precipitado
◈ Para saber em que situação se encontra calcula-se o 
produto iônico (Q): 
Q = [Ag+]0[Cl
-]0
5.3 Relação entre o Kps e a 
formação do precipitado
◈ Para saber em que situação se encontra 
calcula-se o produto iónico (Q): 
Q = [Ag+]0[Cl
-]0
Q < Kps Solução insaturada Não precipita
Q = Kps Solução saturada -
Q > Kps Solução sobressaturada Formação de precipitado
Há precipitação do soluto quando o valor de 
KPS é ultrapassado.
5.3 Relação entre o Kps e a 
formação do precipitado
◈ Ex.5: O Kps para o BaSO4 é 1,0x10
-10. Se em 1,00 L 
de solução existem 0,0010 mol de Ba
2+ e 0,00010 
mol de SO4
2- haverá precipitação de BaSO4? 
◈ Ex.6: Calcular a concentração de íons sulfetos 
necessária para iniciar a precipitação de FeS em 
uma solução 1,0x10-4 mol L-1 em Fe2+(Kps= 5x10-18). 
5.4 Fatores que afetam a solubilidade do ppt
I. Efeito da Temperatura
◈ O efeito da temperatura sobre a solubilidade depende do 
efeito térmico que acompanha a dissolução do 
precipitado:
◈ Processo de dissolução for endotérmico ⇒ ↑ T ⇒ ↑ S
◈ Processo de dissolução for exotérmico ⇒ ↓ T ⇒ ↓ S
 Como a dissolução da maioria dos precipitados é 
endotérmica, eles são solúveis em água quente em 
maior proporção do que em água fria 
◈ Em alguns casos, a variação de solubilidade com a 
temperatura pode servir como base de separação.
◈ Exemplo: separação dos íons chumbo , prata e mercúrio (I):
◈ Precipitação destes íons como cloretos
◈ Tratamento dos precipitados formados (AgCl, PbCl2 e 
HgCl) com água quente:
◈ O cloreto de chumbo será dissolvido, 
◈ Os cloretos de prata e de mercúrio (I) 
 permanecem praticamente insolúveis. 
◈ Após a filtração da solução quente,
 os íons chumbo passarão para o filtrado onde poderão ser 
identificados por meio de reações características.
5.4 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
II. Efeito da Natureza do Solvente
◈ A natureza polar da molécula de água exerce efeitos de 
solvatação sobre ânions e cátions do soluto, formando íons 
hidratados. Esta força de atração supera as forças que 
mantêm cátions e ânions na estrutura cristalina do sal.
◈ Porém, em alguns casos é preferível usar outros solventes 
como álcool, éter e entre outros. Exemplo: separação de 
metais alcalinos, que pode ser realizada por extração 
seletiva de seus sais com vários solventes
5.4 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
III. Efeito do íon comum
Íon comum ⇒ aquele íon que participa da 
formação do precipitado.
PRINCÍPIO DE LE CHATELLIER: 
 “Quando ocorre alguma alteração nas condições de 
equilíbrio, a reação que tende à anular essa alteração 
é favorecida e o equilíbrio é restabelecido.” 
• O efeito do íon comum é responsável pela redução da 
solubilidade de um precipitado iônico quando um composto 
solúvel contendo um dos íons do precipitado é adicionada à 
solução que está em equilíbrio com o precipitado.
• O efeito do íon comum é uma consequência da Lei das Ação das 
Massas descrita no princípio de Le Chatelier:
5.4 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
◈  
5.5 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
Nova solubilidade na 
presença do íon comum!!
5.5 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
◈ Ex.7: Calcular a solubilidade do AgCl numa solução contendo 
AgNO3 com concentração 6,5⋅10
-3 mol L-1 (Resp.: 2.8×10-8 mol 
L-1).
AgCl (s)AgNO3 (aq) AgNo3 (aq) + AgCl (s)
 =+ 
5.5 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
IV. Efeito do Íon Estranho ou Efeito 
Salino
◈ O efeito dos íons estranhos na solubilidadedos 
precipitados é exatamente o oposto do íon comum, pois 
a solubilidade aumenta ligeiramente na presença dos 
mesmos
◈ Exemplo: AgCl e BaSO4 são mais solúveis em solução de KNO3 do que em água.
A relação do produto de solubilidade deve ser 
expressa em termos de atividades
5.4 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
28
◈ Lembrando que a atividade é um conceito termodinâmico, é 
proporcional à concentração das espécies químicas medida a 
partir do coeficiente de atividade;
◈ Voltando ao exemplo do AgCl, a expressão do Kps pode ser 
reescrita como:
 Kps = [Ag
+] . fAg+ . [Cl
-].fCl- ⇒ Kps = [Ag
+] . [Cl-] . fAg+.fCl- 
 ⇒ Kps = [Ag
+] . [Cl-] . f+
- (a + b) 
 Onde: f+
- ⇒ coeficiente de atividade médio
 a e b ⇒ coeficientes estequiométricos de Ag+ e Cl-, 
respectivamente
 
5.4 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
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◈ Lembrando que a atividade é um conceito termodinâmico, 
é proporcional à concentração das espécies químicas 
medida a partir do coeficiente de atividade;
◈ A correlação entre o coeficiente de atividade e a força 
iônica é dado a partir das equações quantitativas da teoria 
de Debye-Hückel-Onsager, cuja expressão simplificada é 
dada por:
onde Z+ e Z- são as cargas do cátion e do ânion, respectivamente
5.4 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
Ex.8: Calcule a solubilidade do AgCl (Kps= 1,78x10-10):
(a) Em água
 (b) Em HNO3 0,05 mol L
-1f
Ex.9: Determine a solubilidade do BaSO4 (Kps = 1,1x10
-10):
 a) em água; 
 b) numa solução 0,1 mol/L de KCl
5.4 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
V. Efeito do pH
◈ A solubilidade de precipitados contendo um ânion com 
propriedades básicas ou um cátion com propriedades 
ácidas ou ambos depende do pH;
◈ Os precipitados que contêm ânions do tipo base 
conjugada de um ácido fraco são mais solúveis em pH 
mais baixo;
◈ Ex.10: Seja uma solução saturada de Mg(OH)2 :
◈ Calcule o pH dessa solução;
◈ Calcule a solubilidade do Mg(OH)2 a 25 ºC se o pH 
do meio for 9.0
A solubilidade molar será 0.12 M >> solubilidade em água pura
5.4 Fatores que afetam a 
solubilidade do ppt
5.5 Precipitação Fracionada
Quando um AGENTE PRECIPITANTE é 
ADICIONADO LENTAMENTE a uma solução 
contendo dois íons que podem precipitar, o 
composto de MENOR SOLUBILIDADE vai 
PRECIPITAR PRIMEIRO
5.5 Precipitação Fracionada
 Ex.11: A uma solução contendo os cátions bário a 0,100 mol/L e 
estrôncio a 0,100 mol/L, adiciona-se, lentamente, solução de 
sulfato de sódio. Qual composto precipita primeiro? Qual a 
[Ba2+] quando SrSO4 começa a precipitar?
◈ Ex.12: Qual é a relação entre as concentrações de brometo e de 
cloreto em uma solução na qual nitrato de prata foi adicionado 
para causar a precipitação dos dois haletos? 
AgCl ⇔ Ag+ + Cl- - KpsAgCl = 1,0 x 10
-10 
AgBr ⇔ Ag+ + Br- - KpsAgBr = 5,0 x 10
-13 
Qual dos dois compostos precipita primeiro?
5.5 Precipitação Fracionada
◈ Precipitação e separação de hidróxidos em 
concentração de íon hidrogênio: em pH controlado 
vários elementos são precipitados:
pH Íon Metálico pH Íon Metálico
3 Sn+2, Fe+3, Zn4+ 7 Fe2+
4 Th4+ 8 Co2+, Ni2+, Cd2+
5 Al3+ 9 Ag+, Mn2+, Hg2+
6 Zn+2, Cu+2, Cr+3 11 Mg+2
5.5 Precipitação Fracionada
◈ Ex.13: Uma solução ligeiramente ácida contém íons 
magnésio a 0,1 mol/L e íons ferro (III) a 0,1 mol/L. Em que 
faixa de pH pode-se separar estes dois cátions, pela 
adição, gota a gota, de uma solução de NaOH 1,0 mol/L?