Questão 6
FUVEST 2004
(FUVEST - 2004 - 2ª fase - Questão 6) Num laboratório de ensino de Química, foram realizados dois experimentos:
I) Uma solução aquosa bastante concentrada de nitrato de prata (AgNO3) foi adicionada, gradativamente, a 100 mL de uma solução aquosa de cloreto de sódio de concentração desconhecida.
II) Fluoreto de lítio sólido (LiF) foi adicionado, gradativamente, a 100 mL de água pura.
Em ambos os experimentos, registrou-se a condutibilidade elétrica em função da quantidade (em mols) de AgNO3 e LiF adicionados. No experimento I, a solução de AgNO3 era suficientemente concentrada para que não houvesse variação significativa do volume da solução original de cloreto de sódio. No experimento II, a quantidade total de LiF era tão pequena que variações de volume do líquido puderam ser desprezadas.
Utilize o gráfico para responder:
a) Qual dos registros, X ou Y, deve corresponder ao experimento I e qual, ao experimento II? Explique seu raciocínio.
b) Qual era a concentração da solução de cloreto de sódio original? Justifique.
c) Qual é a solubilidade do LiF, em mol por 100 mL de água? Justifique.
Dados: O produto de solubilidade do cloreto de prata é igual a 1,8 x 10-10.
A contribuição dos íons nitrato e cloreto, para a condutibilidade da solução, é praticamente a mesma.
Gabarito:
Resolução:
a) Qual dos registros, X ou Y, deve corresponder ao experimento I e qual, ao experimento II? Explique seu raciocínio.
O experimento I é associado ao registro X, onde inicialmente é observada uma alta condutividade devido à completa dissociação iônica do NaCl, conforme a equação:
NaCl(s) → Na+(aq) + Cl–(aq)
Quando adicionamos AgNO3, não percebemos nenhuma mudança na condutividade do sistema, pois não ocorrem alterações nas concentrações de íons livres na solução.
Foi fornecido o valor do produto de solubilidade (Kps) do AgCl para indicar que esse sal é extremamente pouco solúvel. Observamos apenas a substituição dos íons Cl–(aq) por NO3–(aq), os quais contribuem da mesma forma para a condutibilidade da solução. Em determinado momento, notamos um aumento na condutibilidade devido ao excesso da solução de AgNO3, o que resulta no aumento da concentração dos íons livres.
O experimento II é associado ao registro Y, visto que a água pura praticamente não apresenta condutibilidade. A condutibilidade é aumentada pela adição de LiF(s), o qual se dissocia conforme a equação:
LiF(s) → Li+(aq) + F–(aq)
A condutibilidade permanece constante, pois a solução se satura, isto é, a concentração de íons livres se mantém constante.
b) Qual era a concentração da solução de cloreto de sódio original? Justifique.
Após a adição de 0,02 mol de AgNO3, notamos um aumento na condutibilidade. Logo, a solução continha inicialmente 0,02 mol de NaCl em 100 mL de solução.
Cálculo da concentração em mol/L:
100 mL → 0,02 mol
1000 mL → x
x = 0,2 mol/L
Portanto, a concentração é de 0,2 mol/L.
c) Qual é a solubilidade do LiF, em mol por 100 mL de água? Justifique.
Após a adição de aproximadamente 0,005 mol de LiF, a solução se satura, indicando que a solubilidade em 100 mL de água é de 0,005 mol.