22.14.15: Capítulo 15

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$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $ $ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$

(uma)
$\begin{matrix} Um Gi (s) ⇌ & {Ag}^{+} (uma q) + & {EU}^{−} (uma q) \\ x & \underline{x} \end{matrix}$
(b)
$\begin{matrix} {CaCO}_{3} (s) ⇌ & {Ca}^{2+} (uma q) + & {CO}_{3}^{2−} (uma q) \\ \underline{x} & x \end{matrix}$
(c)
$\begin{array}{l} Mg {(OH)}_{2} (s) ⇌ & {Mg}^{2+} (uma q) & + 2 {OH}^{−} (uma q) \\ x & \underline{2 x} \end{array}$
(d)
$\begin{matrix} {Mg}_{3} {({PO}_{4})}_{2} (s) ⇌ & {3 mg}^{2+} (uma q) + & {2PO}_{4}^{3−} (uma q) \\ \underline{x} & \frac{2}{3} x \end{matrix}$
(e)
$\begin{matrix} {Ca}_{5} ({PO}_{4})_{3} OH (s) ⇌ & {5 Ca}^{2+} (uma q) + & {3PO}_{4}^{3−} (uma q) + & {OH}^{−} (uma q) \\ \underline{5 x} & \underline{3 x} & x \end{matrix}$

Não há mudança. Um sólido tem uma atividade de 1, seja ela pequena ou muito.

A solubilidade do brometo de prata na nova temperatura deve ser conhecida. Normalmente, a solubilidade aumenta e parte do brometo de prata sólido se dissolve.

CaF ₂, MnCO ₃ e ZnS

(uma) ${AlF}_{3} (s) ⇌ {La}^{3+} (uma q) + {3F}^{−} (uma q) K_{sp} = [{La}^{3+}] {[F}^{−}]^{3};$
(b) ${CaCO}_{3} (s) ⇌ {Ca}^{2+} (uma q) + {CO}_{3}^{2−} (uma q) K_{sp} = [{Ca}^{2+}] [{CO}_{3}^{2−}];$
(c) ${Ag}_{2} {ENTÃO}_{4} (s) ⇌ {2 anos}^{+} (uma q) + {ENTÃO}_{4}^{2−} (uma q) K_{sp} = {[{Ag}^{+}]}^{2} [{ENTÃO}_{4}^{2−}];$
(d) ${Pb (OH)}_{2} (s) ⇌ {Pb}^{2+} (uma q) + {2OH}^{−} (uma q) K_{sp} = [{Pb}^{2+}] {[{OH}^{−}]}^{2}$

11.

(a) 1,77 $\times$ 10 ^—7; (b) 1,6 $\times$ 10 ^—6; (c) 2,2 $\times$ 10 ^—9; (d) 7,91 $\times$ 10 ^—22

13.

(a) 2 $\times$ 10 ^—2 M; (b) 1,5 $\times$ 10 ^—3 M; (c) 2,27 $\times$ 10 ^—9 M; (d) 2,2 $\times$ 10 ^—10 M

15.

(a) 6,4 $\times$ 10 ⁻⁹ M = [Ag ⁺], [Cl ⁻] = 0,025 M. Confira: $\frac{6.4 \times 10^{- 9} M}{0,025 M} \times 100% = 2.6 \times 10^{- 5} %,$ uma mudança insignificante;
(b) 2.2 $\times$ 10 ⁻⁵ M = [Ca ²⁺], [F ⁻] = 0,0013 M. Confira: $\frac{2.26 \times 10^{- 5} M}{0,00133 M} \times 100% = 1,70% .$ Esse valor é inferior a 5% e pode ser ignorado.
(c) 0,2238 M = $[{ENTÃO}_{4}^{2 −}];$ [Idade ⁺] = 7,4 $\times$ 10 ^—3 M. Confira: $\frac{3.7 \times 10^{- 3}}{0,2238} \times 100 % = 1,64 \times 10^{- 2};$ a condição está satisfeita.
(d) [OH ^—] = 2,8 $\times$ 10 ^—3 M; 5,7 $\times$ 10 ⁻¹² M = [Zn ²⁺]. Confira: $\frac{5.7 \times 10^{- 12}}{2.8 \times 10^{- 3}} \times 100% = 2.0 \times 10^{- 7} %;$ x é menor que 5% de [OH ^—] e, portanto, é insignificante.

17.

(a) [Cl ^—] = 7,6 $\times$ 10 ⁻³ M
Verifique: $\frac{7.6 \times 10^{- 3}}{0,025} \times 100 % = 30 %$
Esse valor é muito grande para descartar x. Portanto, resolva usando a equação quadrática:
[Ti ⁺] = 3,1 $\times$ 10 ^—2 M
[Cl ^—] = 6,1 $\times$ 10 ^—3 (b) [Ba ²⁺] = 7,7 $\times$ 10 ^—4 M
Verificação: $\frac{7.7 \times 10^{- 4}}{0,0313} \times 100 % = 2.4 %$
Portanto, a condição está satisfeita.
[Ba ²⁺] = 7,7 $\times$ 10 ^—4 M
[F ^—] = 0,0321 M;
(c) Mg (NO _₃₂) = 0,0244 M
$[C_{2} O_{4}^{2−}] = 2.9 \times 10^{−5}$
Confira: $\frac{2.9 \times 10^{−5}}{0,02444} \times 100 % = 0,12 %$
A condição está satisfeita; o valor acima é inferior a 5%.
$[C_{2} O_{4}^{2−}] = 2.9 \times 10^{−5} M$
[Mg ²⁺] = 0,0244 M
(d) [OH ^—] = 0,0501 M
[Ca ²⁺] = 3,15 $\times$ 10 ^—3 Verifique: $\frac{3.15 \times 10^{−3}}{0,050} \times 100 % = 6.28 %$
Esse valor é maior que 5%, portanto, um método mais exato, como aproximações sucessivas, deve ser usado.
[Ca ²⁺] = 2,8 $\times$ 10 ^—3 M
[OH ^—] = 0,053 $\times$ 10 ^—2 MM

19.

As mudanças na concentração são superiores a 5% e, portanto, excedem o valor máximo por desconsiderar a mudança.

21.

CaSO ₄ □ 2H ₂ O é o sal de Ca mais solúvel em mol/L e também o sal de Ca mais solúvel em g/L.

23.

4.8 $\times$ 10 ^—3 M = $[{ENTÃO}_{4}^{2−}]$ = [Ca ²⁺]; Uma vez que essa concentração é superior a 2,60 $\times$ 10 ^—3 M, a água “cilíndrica” não atende aos padrões.

25.

Massa (CaSO ₄ · 2H ₂ O) = 0,72 g/L

27.

(a) [Ag ⁺] = [I ^—] = 1,3 $\times$ 10 ^—5 M; (b) [Ag ⁺] = 2,88 $\times$ 10 ^—2 MM, $[{ENTÃO}_{4}^{2−}]$ = 1,44 $\times$ 10 ^—2 M; (c) [Mn ²⁺] = 3,7 $\times$ 10 ^—5 M, [OH ^—] = 7,4 $\times$ 10 ^—5 M; (d) [Sr ²⁺] = 4,3 $\times$ 10 ^—2 M, [OH ^—] = 8,6 $\times$ 10 ^—2 M; (e) [Mg ²⁺] = 1,3 $\times$ 10 ^—4 M, [OH ^—] = 2,6 $\times$ 10 ^—4 MM.

29.

(a) 1,45 $\times$ 10 ^—4; (b) 8,2 $\times$ 10 ^—55; (c) 1,35 $\times$ 10 ^—4; (d) 1,18 $\times$ 10 ^—5; (e) 1,08 $\times$ 10 ^—10

31.

(a) CaCO ₃ precipita. (b) O composto não precipita. (c) O composto não precipita. (d) O composto precipita.

33.

3.03 $\times$ 10 ⁻⁷ M

35.

9.2 $\times$ 10 ⁻¹³ M

37.

[Idade ⁺] = 1,8 $\times$ 10 ^—3 MM

39.

6.3 $\times$ 10 ^—4

41.

(a) 2,25 L; (b) 7,2 $\times$ 10 ^{a 7} g

43.

100% está dissolvido

45.

(uma) ${Hg}_{2}^{2+}$ Band Cu ²⁺: Adicionar ${ENTÃO}_{4}^{2−} .$ (b) ${ENTÃO}_{4}^{2−}$ e Cl ^—: Adicione Ba ²⁺. (c) Hg ²⁺ e Co ²⁺: Adicionar S ^2—. (d) Zn ²⁺ e Sr ²⁺: Adicione OH ^— até [OH ^—] = 0,050 M. (e) Ba ²⁺ e Mg ²⁺: Adicionar ${ENTÃO}_{4}^{2−} .$ (f) ${CO}_{3}^{2−}$ e OH ^—: Adicione Ba ²⁺.

47.

O AgI precipitará primeiro.

49.

1,5 $\times$ 10 ⁻¹² M

51.

3,99 kg

53.

(a) 3.1 $\times$ 10 ^—11; (b) [Cu ²⁺] = 2,6 $\times$ 10 ^—3; $[{IO}_{3}^{−}]$ = 5,3 $\times$ 10 ^—3

55.

1.8 $\times$ 10 a ⁵ g de Pb (OH) ₂

57.

${Meu (OH)}_{2} (s) ⇌ {Mg}^{2+} + {2OH}^{−} K_{sp} = [{Mg}^{2+}] {[{OH}^{−}]}^{2}$
1,23 $\times$ 10 ⁻³ g de Mg (OH) ₂

59.

O MnCO ₃ se formará primeiro, pois tem o menor valor de K _sp entre esses compostos homólogos e, portanto, é o menos solúvel. MgCO ₃ • 3H ₂ O será o último a precipitar, pois tem o maior valor de K_sp e é o mais solúvel. Valor K _sp.

62.

quando a quantidade de sólido é tão pequena que uma solução saturada não é produzida

64.

1.8 $\times$ 10 ^—5 MM

66.

5 $\times$ 10 ²³

68.

Essa tabela tem duas colunas principais e três linhas. A primeira linha da primeira coluna não tem um título e, em seguida, tem o seguinte na primeira coluna: Concentração inicial (M) e Equilíbrio (M). A segunda coluna tem o cabeçalho, “[C d (C N) subscrito 4 ao segundo sinal negativo sobrescrito em potência] [C N sinal negativo sobrescrito] [C d para o segundo sinal positivo sobrescrito em potência]”. Sob a segunda coluna, há um subgrupo de duas linhas e três colunas. A primeira coluna contém o seguinte: 0,250 e 0,250 menos x. A segunda coluna contém o seguinte: 0 e 4 x. A terceira coluna contém o seguinte: 0 e x.

[Cd ²⁺] = 9,5 $\times$ 10 ^—5 M; [CN ^—] = 3,8 $\times$ 10 ^—4 MM

70.

[Co ³⁺] = 3,0 $\times$ 10 ^—6 M; [NH ₃] = 1,8 $\times$ 10 ^—5 MM

72.

1,3 g

74.

0,79 g

76.

(uma)

Esta figura mostra uma reação química modelada com fórmulas estruturais. No lado esquerdo está uma estrutura com um átomo C central. Os átomos de O, cada um com dois pares de elétrons não compartilhados, estão duplamente ligados aos lados esquerdo e direito do átomo C. Seguindo um sinal de mais está outra estrutura entre colchetes que tem um átomo O com três pares de pontos de elétrons não compartilhados unidos a um átomo de H à direita. Fora dos colchetes está o sinal negativo sobrescrito. Seguindo uma seta apontando para a direita, há uma estrutura entre colchetes que tem um átomo C central ao qual 3 átomos de O estão ligados. Acima e ligeiramente à direita, um dos átomos de O está conectado por uma ligação dupla. Esse átomo O tem dois pares de elétrons não compartilhados. O segundo átomo O está unido de forma simples abaixo e ligeiramente à direita. Este átomo O tem três pares de elétrons não compartilhados. O terceiro átomo O está ligado à esquerda do átomo de C. Este átomo O tem dois pares de elétrons não compartilhados e um átomo H ligado à sua esquerda. Fora dos colchetes à direita está um símbolo negativo sobrescrito.

(b)

Esta figura mostra uma reação química modelada com fórmulas estruturais. No lado esquerdo está uma estrutura que tem um átomo B central ao qual 3 átomos de O estão ligados. Cada um dos átomos O acima e abaixo, ligeiramente à direita do átomo B, tem um átomo H único ligado à direita. O terceiro átomo O está unido de forma simples ao lado esquerdo do átomo B. Este átomo O tem um átomo H único ligado ao lado esquerdo. Todos os átomos de O nessa estrutura têm dois pares de elétrons não compartilhados. Seguindo um sinal positivo está outra estrutura que tem um átomo de O único ligado a um átomo de H à sua direita. O átomo O tem três pares de elétrons não compartilhados. A estrutura aparece entre colchetes com um sinal negativo sobrescrito. Seguindo uma seta apontando para a direita, há uma estrutura entre colchetes com um átomo B central ao qual 4 átomos de O estão ligados. Cada um dos átomos O acima, abaixo e à direita do átomo B tem um átomo H unido à direita. O terceiro átomo O está unido de forma simples ao lado esquerdo do átomo B. Este átomo O tem um átomo H único ligado ao lado esquerdo. Todos os átomos de O nessa estrutura têm dois pares de elétrons não compartilhados. Fora dos colchetes à direita está um símbolo negativo sobrescrito.

(c)

Esta figura ilustra uma reação química usando fórmulas estruturais. À esquerda, dois átomos I, cada um com 3 pares de elétrons não compartilhados, são unidos com uma única ligação. Seguindo um sinal positivo está outra estrutura que tem um átomo de I com quatro pares de pontos de elétrons e um sinal negativo sobrescrito. Seguindo uma seta apontando para a direita, há uma estrutura entre colchetes que tem três átomos I conectados em uma linha com ligações simples. Os dois átomos da extremidade I têm três pares de pontos de elétrons não compartilhados e o átomo I no centro tem dois pares de elétrons não compartilhados. Fora dos colchetes está um sinal negativo sobrescrito.

(d)

Esta figura ilustra uma reação química usando fórmulas estruturais. À esquerda, um átomo de A l é posicionado no centro de uma estrutura e três átomos de Cl estão unidos individualmente acima, à esquerda e abaixo. Cada átomo de C l tem três pares de pontos de elétrons. Seguindo um sinal de mais está outra estrutura que tem um átomo F é cercada por quatro pares de pontos de elétrons e um símbolo negativo sobrescrito. Seguindo uma seta apontando para a direita está uma estrutura entre colchetes que tem um átomo central de A l ao qual 4 átomos de C l são conectados com ligações simples acima, abaixo, à esquerda e à direita. Cada átomo de C l nessa estrutura tem três pares de pontos de elétrons. Fora dos colchetes está um símbolo negativo sobrescrito.

(e)

Esta figura ilustra uma reação química usando fórmulas estruturais. À esquerda está uma estrutura que tem um átomo de S no centro. Os átomos de O são unidos de forma simples acima e abaixo. Esses átomos de O têm três pares de pontos de elétrons cada. À direita do átomo S está um átomo O de ligação dupla que tem dois pares de pontos de elétrons. Seguindo um sinal positivo está um átomo O que é cercado por quatro pares de pontos de elétrons e tem um negativo sobrescrito de 2. Seguindo uma seta apontando para a direita está uma estrutura entre colchetes que tem um átomo S central ao qual 4 átomos O são conectados com ligações simples acima, abaixo, à esquerda e à direita. Cada um dos átomos de O tem três pares de pontos de elétrons. Fora dos colchetes está um negativo sobrescrito de 2.

78.

(uma)

Esta figura representa uma reação química em duas linhas. A linha superior mostra a reação usando fórmulas químicas. A segunda linha usa fórmulas estruturais para representar a reação. A primeira linha contém a equação H C l (g) mais P H subscrito 3 (g) seta apontando para a direita colchete esquerdo P H subscrito 4 colchete direito sobrescrito mais colchete esquerdo C l com 4 pares de pontos de elétrons sinal negativo sobrescrito sobrescrito. A segunda linha começa à esquerda com H colchete esquerdo C l com quatro pares de elétrons não compartilhados colchete direito mais uma estrutura entre colchetes com um átomo P central com átomos H unidos à esquerda, acima e à direita. Um único par de elétrons não compartilhado está no átomo P central. Fora dos colchetes à direita está um sinal de adição sobrescrito. Seguindo uma seta apontando para a direita está uma estrutura entre colchetes com um átomo P central com átomos de H unidos de forma simples à esquerda, acima, abaixo e à direita. Fora dos colchetes está um sinal de adição sobrescrito. Essa estrutura é seguida por um átomo de mais e um átomo de C l entre colchetes com quatro pares de elétrons não compartilhados e um sinal negativo sobrescrito.

(b) $H_{3} O^{+} + {CH}_{3}^{−} ⟶ {CH}_{4} + H_{2} O$

Esta figura representa uma reação química usando fórmulas estruturais. Uma estrutura é mostrada entre colchetes à esquerda, composta por um átomo O central com um par de elétrons não compartilhado e três átomos H de ligação simples à esquerda, direita e acima do átomo. Fora dos colchetes à direita está um sinal de adição sobrescrito. Seguindo um sinal positivo, está outra estrutura entre parênteses composta por um átomo C central com um par de elétrons não compartilhado e três átomos H unidos à esquerda, direita e acima do átomo. Fora dos colchetes à direita está um sinal negativo sobrescrito. Seguindo uma seta apontando para a direita está uma estrutura com um átomo C central com átomos H unidos de forma simples acima, abaixo, esquerda e direita. Seguindo um sinal positivo está uma estrutura com um átomo O central com dois pares de elétrons não compartilhados e dois átomos H conectados por ligações simples.

(d) ${NH}_{4}^{+} + C_{2} H_{5} O^{−} ⟶ C_{2} H_{5} OH + {NH}_{3}$

80.

0,0281 g

82.

${NÃO}_{3} (l) + HF (l) ⟶ H_{2} {NÃO}_{3}^{+} + F^{−};$ $HF (l) + {BF}_{3} (g) ⟶ H^{+} + {BF}_{4}$

84.

(uma) $H_{3} {BOI}_{3} + H_{2} O ⟶ H_{4} {BOI}_{4}^{−} + H^{+};$ (b) As formas eletrônica e molecular são as mesmas — ambas tetraédricas. (c) A estrutura tetraédrica é consistente com a hibridização sp ³.

86.

0,014 M

88.

7.2 $\times$ 10 ^—15 MM

90.

4.4 $\times$ 10 ⁻²² M

93.

[OH ⁻] = 4,5 $\times$ 10 ⁻⁶; [Al ³⁺] = 2 $\times$ 10 ^—16 (solubilidade molar)

95.

$[{ENTÃO}_{4}^{2−}] = 0,049 M$ ; [Ba ²⁺] = 4,7 $\times$ 10 ^—7 (solubilidade molar)

97.

[AH ^—] = 7,6 $\times$ 10 ⁻³ M; [Pb ²⁺] = 2,1 $\times$ 10 ^—11 (solubilidade molar)

99.

7.66

101.

(a) K _sp = [Mg ²⁺] [F ^—] ² = (1,21 $\times$ (10 ^—3) (2) $\times$ 1,21 $\times$ 10 ^—3) ² = 7,09 $\times$ 10 ^—9(b) 7,09 $\times$ 10 ^—7 M
(c) Determine a concentração de Mg ²⁺ e F ^— que estará presente no volume final. Compare o valor do produto iônico [Mg ²⁺] [F ^—] ² com K _sp. Se esse valor for maior que K _sp, ocorrerá precipitação.
0,1000 L $\times$ 3,00 $\times$ _{10 ^—3 M Mg (NO ₃₂) = 0,3000 L} $\times$ M Mg (NO ₃) ₂M Mg (NO ₃) ₂ = 1,00 $\times$ 10 ^—3 M
0,2000 L $\times$ 2,00 $\times$ 10 ^—3 M NaF = 0,3000 L $\times$ M NaF
M NaF = 1,33 $\times$ Produto de
íons de 10 ^—3 M = (1,00) $\times$ 10 ^—3) (1,33) $\times$ 10 ^—3) ² = 1,77 $\times$ 10 ^—9 Esse valor é menor que K _sp, portanto, nenhuma precipitação ocorrerá.
(d) O MgF ₂ é menos solúvel a 27° C do que a 18° C. Como o calor adicionado age como um reagente adicionado, quando aparece no lado do produto, o princípio do Le Châtelier afirma que o equilíbrio mudará para o lado dos reagentes para combater o estresse. Consequentemente, menos reagente se dissolverá. Essa situação é encontrada no nosso caso. Portanto, a reação é exotérmica.

103.

BaF ₂, Ca ₃ (PO ₄) ₂, ZnS; cada um é um sal de um ácido fraco e o $[H_{3} O^{+}]$ do ácido perclórico reduz a concentração de equilíbrio do ânion, aumentando assim a concentração dos cátions

105.

Efeito na quantidade de CaHPO ₄ sólido, [Ca ²⁺], [OH ^—]: (a) aumento, aumento, diminuição; (b) diminuição, aumento, diminuição; (c) sem efeito, sem efeito, sem efeito; (d) diminuição, aumento, diminuição; (e) aumento, sem efeito, sem efeito