AULA 11 FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE DOS PRECIPITADOS

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1 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni AULA FATRE QUE AFETAM A LUBILIDADE D PREIPITAD BJETIV onhecer o tore que etm olubilidde do precipitdo. Deinir o eeito do íon comum. Determinr como o eeito do íon comum et olubilidde de um compoto. Deinir o eeito d reçõe prlel. Determinr como o eeito d reçõe prlel et olubilidde de um compoto. Depoi de ormdo, um precipitdo pode er totl ou prcilmente diolvido, ito é, pode ter u olubilidde umentd por qulquer proceo que ç o eu produto iônico igul ou menor do que o. Por outro ldo, pode ter u olubilidde diminuíd por qulquer proceo que torne olução uperturd. Algun tore lterm olubilidde por lterrem o vlor do e outro lterm olubilidde de cordo com o Princípio de Le htelier. Eeito d Tempertur eeito d tempertur obre olubilidde depende do eeito térmico que compnh diolução do precipitdo. e o proceo de diolução or endotérmico, um umento n tempertur ument olubilidde do precipitdo. e o proceo de diolução or exotérmico, um umento n tempertur diminui olubilidde do precipitdo. omo diolução d miori do precipitdo é endotérmic, ele ão olúvei em águ quente em mior proporção do que em águ ri. eeito pode er muito centudo pr lgun precipitdo e pouco centudo pr outro. Ete tor lter o vlor numérico do.

2 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni b Eeito d compoição do olvente A diolução de um precipitdo iônico ocorre requentemente em um meio de lt contnte dielétric, no noo co águ, que reduz orç de trção entre o íon de crg opot, cilitndo pgem dee íon pr olução. e à olução or diciondo um outro olvente que reduz contnte dielétric do meio, olubilidde do precipitdo é reduzid e tmbém o vlor do. c Eeito d concentrção de eletrólito A olubilidde do compoto pouco olúvei é, em gerl, mior em oluçõe que contêm eletrólito inerte do que em águ. A preenç dee eletrólito inerte inluenci orç iônic do meio levndo im à vrição do coeiciente de tividde do íon. omo já menciondo n Aul, contnte de equilíbrio termodinâmic é expre em unção d tividde d epécie em olução. Aim, o produto de olubilidde termodinâmico pode er expreo como: T A B T b A A B B A T B A B À medid que ument orç iônic d olução, o coeiciente de tividde diminuem, de modo que o produto A + B deverá umentr pr mnter o B e A contnte. Embor o produto de olubilidde termodinâmico e mntenh contnte há um umento n olubilidde do compoto, umentndo im o produto de olubilidde em termo de concentrção. T d Eeito do tmnho e do item de critlizção

3 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni Devido à lt uperície epecíic, o criti menore ão mi olúvei do que o miore, im como o criti impereito ão mi olúvei que o pereito. A rzão é que um íon ubmetido um menor número de orç de trção (como num uperície convex ou num impereição do critl pode mover mi cilmente pr olução. Tmbém o item de critlizção et olubilidde um vez que lter ditânci entre o íon n rede. Aim clcit, que é denominção do romboédrico, é meno olúvel do que rgonit, que é denominção do ortorrômbico. Ee eeito et o vlor numérico do. e Eeito do íon comum Qundo umentmo concentrção de um do íon envolvido no equilíbrio entre um olução turd e um ólido, o equilíbrio e deloc, como previto pelo princípio de Le htelier, de modo reduzir modiicção impot. reultdo é diminuição d olubilidde do precipitdo. delocmento do equilíbrio em item dee tipo recebe o nome prticulr de eeito do íon comum. Exemplo lculr olubilidde do cromto de prt, Ag r.,00 em águ Ag r ( Ag + + r Ag r Ag r ( (,00 7,9 0 5 mol L b em um olução de nitrto de prt, AgN, 0,00 mol L.

4 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni r Ag 0,00 Pelo Princípio de Le htelier, preenç do íon comum deloc o equilíbrio no entido de diminuir olubilidde do precipitdo. Portnto, olubilidde do cromto de prt n preenç dee íon deve er menor do que 7,9 0 mol L, que correponde à olubilidde em águ. Logo, zendo um proximção teremo, Ag 0,00mol L Ag r (0,00,00 0,00 8 mol L Veriicndo proximção 0,0 mol L 00 %,0 0 mol L X X = 0 % Portnto, conirmmo que olubilidde do cromto de prt n preenç de um olução de nitrto de prt é menor do que u olubilidde em águ. eeito de reçõe prlel Algun íon preente em um olução podem regir prlelmente com o íon que compõem olução turd, etndo im, o equilíbrio etbelecido. A reção prlel mi comum do ânion é reção entre ele e o íon +, que erá tnto mi eicz qunto mi orte or o ânion como be. A reção prlel mi comum com o cátion é reção de ormção de complexo etávei. A eeito do p (reção prlel com o íon + Muito precipitdo têm u olubilidde lterd em unção do p, como conequênci d lterção n concentrção de um do íon ou de mbo, por reçõe com o

5 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni + ou - do meio. Por io, o hidróxido pouco olúvei do meti de trnição e o i derivdo de ácido rco como crbonto, oto, cromto, entre outro têm olubilidde umentd em meio ácido. Fe( ( Fe + + Reção prlel + + (P ( + + P Reçõe prlel P + + P - + P + + P + P + + P + Em mbo o co ocorrem reçõe prlel entre o ânion derivdo do precipitdo e o íon +, cujo eeito n olubilidde (o umento d olubilidde pode er previível pelo princípio de Le htelier. Exemplo omprr olubilidde do oxlto de cálcio,, em águ e em um olução de p. olubilidde em águ ( + + ; 9,60,60 9 5, 0 5 mol L 5

6 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni 6 b olubilidde em p : ( + + Reçõe prlel: b 0 5, b 0 5, , 0 5, (0 0 5, 0 0,6 L mol 0, Em p, olubilidde do oxlto de cálcio é veze,5 0 5, 0, 5 mior do que em águ.

7 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni 7 Exemplo - lculr olubilidde do uleto de níquel (II, Ni, em olução tmpão de p. Ni ( Ni + + 0,0 Ni Reçõe prlel: b 0, b 0,0 Ni Ni 7 0,0 0, 0 0, L mol 0,9 0,5 Exemplo - Qul deve er o p d olução pr e diolver completmente 0,0 mg de uleto de zinco, Zn, em um volume de ml?

8 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni Zn ( Zn + + Zn,0 0 M Zn 97,g mol álculo d concentrção d olução de uleto de zinco pó diolução complet do precipitdo. 97,g mol 5 0 g de Zn 5 5, 0 moll - 0 L De mneir nálog o exemplo nterior, temo Zn Zn 5,0 0 5, 0,0 0, 0 ( 7,0 0, 0,6 0,60 9,0 0 7,70 7,70 7,70 7,70 reolvendo equção do o gru, temo,850 mol L,

9 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni p,7 B eeito d ormção de complexo No co d reçõe prlel do cátion com epécie preente no item que reult n ormção de complexo olúvei, hverá um umento n olubilidde do precipitdo, de cordo com o princípio de Le htelier. Qunto mi etávei orem o complexo, mi provável erá diolução do precipitdo. Por outro ldo, qunto menor olubilidde do precipitdo, mi diícil erá coneguir um gente complexnte proprido pr diolvê-lo. Doi tipo dierente de reçõe envolvendo ormção de complexo prtir d diolução de um precipitdo ão de importânci n químic nlític. b.- olubilizção de um precipitdo por ormção de complexo olúvel prtir de um lignte dierente do gente precipitnte Exemplo - omprr olubilidde de cloreto de prt, Agl, em águ e num olução contendo môni livre, N, n concentrção mol L. Em águ: Agl ( Ag + + l Ag l 0,8 0 Ag l,0 5 mol L b N olução monicl ão ormdo o eguinte complexo: Ag + + AgN + N AgN,00 Ag N 9

10 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni Ag N 7,9 AgN N + + AgN + N Ag(N l Ag AgN Ag( N Ag Ag N AgN N ubtituindo AgN Ag N Ag Ag N Ag ( N N bendo que temo l ( N N ( N N ( N N 0,8 0 0 (,00,00 7,90 0,7mol L A olubilidde em olução monicl é cerc de 0 veze mior que olubilidde em águ. b. olubilizção de um precipitdo por ormção de complexo olúvel prtir de exceo de regente precipitnte Aper do eeito do íon comum, muito precipitdo ão olúvei no exceo do regente. Ito ocorre devido à reção entre o cátion do precipitdo e o ânion do regente precipitnte levndo à ormção de complexo olúvei. 0

11 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni Inicilmente, olubilidde do precipitdo diminui pelo eeito do íon comum e à medid que concentrção do ânion precipitnte ument, olubilidde ument devido o eeito d ormção de complexo olúvei. Dí, é de grnde vli o cálculo d concentrção do lignte em que é mínim olubilidde do precipitdo. Pode-e então, ber e em um determind concentrção do lignte teremo o l pouco olúvel ou o eu íon em olução. Exemplo: lculr olubilidde do cloreto de prt, Agl, pr concentrçõe de íon cloreto, l, de 0,, 5 0, 0, 0, 0, 0, 0 e 0 mol L Pr concentrção de l - 0 mol L Agl ( Ag + + l Ag l,8 0 0 Reçõe prlel Ag + + l Agl (q Agl, 0 Ag l Agl (q + l Agl Agl,0 0 Agl l Ag l ( l 0 Ag Agl Agl Ag Ag l ubtituindo Agl Ag Ag ( Agl l Ag l Ag l l l bendo que e temo l ( l l (

12 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni 0 ( l zendo l - 0 -, temo l 0,8 0 (, 0,0 0, 0,0 0 (,0 0 0,000 6 moll Pr o cálculo d olubilidde do Agl n outr concentrçõe de cloreto, uremo expreão (. vlore obtido contm do qudro. Qudro : olubilidde (mol L pr concentrçõe de cloreto, 0,, 5 0, 0, 0, 0, 0, 0 e 0 mol L oncentrção de cloreto l - (mol L olubilidde ( (mol L -log d olubilidde 0-5, ,00 0 -, ,70 0 -, ,0 0 -, ,50 0 -, 0-7 6,8 0 -, ,75 0, ,8 5 0, ,00,00 0-5,70 0,98 0 -,70 A igur repreent o logritmo d olubilidde do cloreto de prt em unção d diver concentrçõe de íon cloreto.

13 -log d olubilidde Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni,00,50,00,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00,00E-05,00E-0,00E-0,00E-0,00E-0,00E+00,00E+0 concentrção de cloreto/mol L - Figur Logritmo d olubilidde do cloreto de prt em unção d concentrção de íon cloreto. b lcule concentrção de íon cloreto em que olubilidde de cloreto de prt é mínim. Pel curv de olubilidde veru concentrção de íon cloreto, veriicmo que há um vlor mínimo pr olubilidde do cloreto de prt em exceo de íon cloreto. Mtemticmente, o ponto mínimo de um curv é obtido qundo derivd primeir d unção com relção à concentrção do íon cloreto e igul zero: d d 0 Rerrnjndo expreão ( temo l l (

14 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni Dierencindo expreão ( em relção à concentrção do íon cloreto e igulndo zero, temo d d l l 0 d d l l d como 0 d l então 0 l l l lculndo concentrção do íon cloreto l, 0 -,0 0 mol L 5 Vmo concluir? Veriiquem no gráico e no qudro que pr concentrçõe bix do íon cloreto olubilidde do cloreto de prt diminui, pndo por um vlor mínimo e poteriormente, com o umento d concentrção de íon cloreto, olubilidde ument. Por que ito contece? Qundo o íon cloreto etá preente em pequen quntidde não há ormção igniictiv de complexo de prt com o íon cloreto, logo prevlece pen o eeito do íon comum. Lembre-e que preenç de um íon comum diminui olubilidde de um precipitdo. Entretnto, pó um vlor mínimo d olubilidde, o eeito d ormção do

15 Univeridde Federl de Min Geri IEx - Deprtmento de Químic Fundmento de Químic Anlític (009 Ione Mri F de liveir, Mri Joé de F d ilv, imone de F B Tóni complexo começ er importnte, e, portnto, olubilidde do precipitdo ument com o umento d concentrção do íon cloreto. Autovlição Qui ão o tore que etm olubilidde? lcule olubilidde do hidróxido de zinco, Zn(, em: águ b olução 0,00 mol L - de hidróxido de ódio, N Ddo: Zn( Zn + + 7, 8 0 Zn + + Zn(,570 lcule olubilidde de uleto de prt (Ag, = 6, 0 em p igul zero. Ddo: /, /,0 0 lcule olubilidde de Ag ( = 6, 0 num olução 0,50 mol L - de cineto livre, N. b: Não leve em coniderção o cráter báico do ânion. Ddo: Ag + + N 9 Ag(N 7, 0 5