FUVEST 2020: O experimento conhecido como “chuva de ouro” consiste na recristalização

FUVEST 2020: O experimento conhecido como “chuva de ouro” consiste na recristalização, à temperatura ambiente, de iodeto de chumbo (PbI 2 )....

FUVEST 2020: O experimento conhecido como “chuva de ouro” consiste na recristalização, à temperatura ambiente, de iodeto de chumbo (PbI2).

A formação desse sal pode ocorrer a partir da mistura entre nitrato de chumbo (Pb(NO3)2) e iodeto de potássio (KI). Outro produto dessa reação é o nitrato de potássio (KNO3) em solução aquosa.

Tanto o Pb(NO3)2 quanto o KI são sais brancos solúveis em água à temperatura ambiente, enquanto o PbI2 é um sal amarelo intenso e pouco solúvel nessa temperatura, precipitando como uma chuva dourada.

Em um laboratório, o mesmo experimento foi realizado em dois frascos. Em ambos, 100 mL de solução 0,1 mol . L⁻¹ de Pb(NO3)2 e 100 mL de solução 0,2 mol. L⁻¹ de KI foram misturados. Ao primeiro frasco foi também adicionado 20 mL de água destilada, enquanto ao segundo frasco foi adicionado 20 mL de solução 0,1 mol . L⁻¹ de iodeto de sódio (NaI).

A tabela a seguir apresenta os dados de solubilidade dos produtos da reação em diferentes temperaturas.

Responda aos itens a seguir considerando os dados do enunciado e o equilíbrio químico de solubilidade do iodeto de chumbo:

PbI2(s) ⇄ Pb²⁺(aq) + 2I⁻(aq)

a) Indique se o procedimento do segundo frasco favorece ou inibe a formação de mais sólido amarelo.

b) Para separar o precipitado da solução do primeiro frasco e obter o PbI2 sólido e seco, foi recomendado que, após a precipitação, fosse realizada uma filtração em funil com papel de filtro, seguida de lavagem do precipitado com água para se retirar o KNO3 formado e, na sequência, esse precipitado fosse colocado para secar. Nesse caso, para se obter a maior quantidade do PbI2, é mais recomendado o uso de água fria (4 °C) ou quente (80 °C)? Justifique.

c) Encontre a constante do produto de solubilidade (KPS) do iodeto de chumbo a 32 °C.

QUESTÃO ANTERIOR:
- FUVEST 2020: As concentrações de alguns íons em amostras de água estão representadas nos gráficos a seguir.

RESOLUÇÃO:
a) A equação que representa o equilíbrio químico de solubilidade do PbI2(s) (sólido amarelo) é dada por:

PbI2(s) ⇄ Pb²⁺(aq) + 2I⁻(aq)

A adição de NaI(aq) (procedimento do segundo frasco) provoca aumento da concentração de I⁻(aq) de acordo com a equação:

NaI (aq) → Na⁺ (aq) + I⁻ (aq)

O aumento da concentração de íons I⁻(aq) provoca o deslocamento do equilíbrio para a esquerda, segundo o princípio de Le Châtelier.

Logo, favorece a formação de mais sólido amarelo.

b) De acordo com os dados da tabela, a solubilidade do PbI2(s) é menor em temperaturas mais baixas.

Logo, para se obter mais PbI2(s), utiliza-se água fria.

c) I) Cálculo da solubilidade em mol/L a 32°C:
1 mol de PbI2 –––––– 461g
       S ––––––– 0,922g/L
S = 2 . 10⁻³ mol/L

II) Cálculo do KPS do PbI2:
              PbI2(s) ⇄ 1Pb²⁺(aq) + 2I⁻(aq)
Solubilidade = S          S          2S
KPS = [Pb²⁺]¹ . [I–]²
KPS = (2 . 10⁻³)¹ . (4 . 10⁻³)²
KPS = 32 . 10⁻⁹ = 3,2 . 10⁻⁸

PRÓXIMA QUESTÃO:
- FUVEST 2020: O médico Hans Krebs e o químico Feodor Lynen foram laureados com o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina em 1953 e 1964, respectivamente, por suas contribuições ao esclarecimento do mecanismo do catabolismo de açúcares e lipídios, que foi essencial à compreensão da obesidade.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:
- Prova FUVEST 2020 - 2º Fase, 2º Dia - com Resolução