Sobre o tema
A análise de misturas por precipitação e reações de deslocamento é uma técnica clássica em química analítica. Nesta questão do ITA, uma mistura de cloreto de cálcio (CaCl₂) e fluoreto de sódio (NaF) reage inicialmente formando um precipitado de fluoreto de cálcio (CaF₂), insolúvel. Após filtração, adiciona-se nitrato de prata em excesso ao sobrenadante, precipitando cloreto de prata (AgCl). Por fim, uma placa de zinco metálico é imersa na solução final, reduzindo íons prata remanescentes, com aumento de massa da placa devido à deposição de prata metálica. O problema integra conceitos de solubilidade, estequiometria e eletroquímica, sendo fundamental para entender métodos gravimétricos e reações de oxirredução.
Tópicos relacionados
- Precipitação de sais insolúveis
- Estequiometria de reações
- Reações de deslocamento de metais
- Análise gravimétrica
- Solubilidade e regras de precipitação
Enunciado
Uma mistura de cloreto de calcio e fluoreto de sodio, de massa igual a 39,0 g, foi adicionada a agua, sendo observada a formacao de um precipitado (Precipitado 1), o qual foi removido por filtracao. Ao sobrenadante, foram adicionados 900 mL de uma solucao aquosa 0,5 mol/L em nitrato de prata, sendo essa quantidade em excesso para garantir a formacao de um precipitado (Precipitado 2) que tambem foi removido por filtracao. Posteriormente, foi adicionada a essa nova solucao sobrenadante uma placa polida de zinco metalico. Apos um tempo suficientemente longo, observou-se um aumento de massa dessa placa igual a 3,76 g.
a) Apresente todas as equacoes que representam as reacoes quimicas balanceadas envolvidas no processo, identificando cada um dos precipitados.
b) Calcule o valor numerico do numero de mols do Precipitado 2.
c) Calcule o valor numerico das massas de cloreto de calcio e fluoreto de sodio na mistura inicial.
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Perguntas frequentes
Por que o CaF₂ forma precipitado e o NaCl não?
O fluoreto de cálcio (CaF₂) é pouco solúvel em água (Kps ~ 3,9 x 10⁻¹¹), enquanto o cloreto de sódio (NaCl) é muito solúvel. Segundo as regras de solubilidade, fluoretos de metais alcalino-terrosos (Ca²⁺, Ba²⁺) são insolúveis, enquanto cloretos da maioria dos cátions são solúveis, exceto com Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺.
Como calcular o número de mols do Precipitado 2 (AgCl)?
A partir do aumento de massa da placa de zinco (3,76 g) devido à deposição de prata: Zn + 2Ag⁺ → Zn²⁺ + 2Ag. A massa de prata depositada é igual ao aumento de massa. Calculam-se os mols de prata (massa/108 g/mol) e, pela estequiometria, os mols de Ag⁺ que reagiram, que correspondem aos mols de AgCl precipitados, já que o excesso de nitrato de prata foi usado.
Qual a importância da reação com zinco neste problema?
A reação com zinco é uma etapa indireta para quantificar o excesso de íons prata que não precipitaram como AgCl. Como o nitrato de prata foi adicionado em excesso, o zinco reduz os íons Ag⁺ remanescentes, e o aumento de massa da placa permite determinar a quantidade de prata metálica formada, que é estequiometricamente relacionada ao excesso de Ag⁺.
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