Esta questão aborda conceitos relacionados à concentração de íons em
solução.
Para resolvê-la é preciso calcular o número de mols do íon cloreto
presente em cada uma das soluções, utilizando a concentração molar e o volume
das soluções.
Sendo assim, observemos os dados e a resolução da questão:
Dados:
Volume total da mistura (V) = 1 L;
Volume da solução de cloreto férrico – V (FeCl3) = 600 mL =
0,6 L;
Concentração molar da solução de cloreto férrico – M (FeCl3) = 0,010 mol/L;
Volume da solução de cloreto de cálcio – V (CaCl2) = 400 mL =
0,4 L;
Concentração molar da solução de cloreto de cálcio – M (CaCl2) = 0,020 mol/L.
Resolução:
Para calcular a concentração dos íons cloreto na mistura precisamos
determinar o número de mols desse íon presente em cada uma das soluções,
considerando dissociação total dos sais em solução aquosa. De acordo com o
enunciado os sais são o cloreto férrico e cloreto de cálcio.
O cloreto férrico possui fórmula molecular FeCl3, pois o
sufixo “ico" indica que o cátion do ferro possui sua maior carga, +3, logo, são
necessários três íons cloreto (Cl-) para que haja balanceamento
entre as cargas. Sua dissociação em água é representada pela equação abaixo:
FeCl3 (s) ⇆ Fe3+ (aq) + 3 Cl- (aq)
O cloreto de cálcio possui fórmula molecular CaCl2, pois o
cátion do cálcio possui carga +2, logo, são necessários dois íons cloreto para
que haja balanceamento entre as cargas. Sua dissociação em água pode ser representada
pela equação abaixo:
CaCl2 (s) ⇆ Ca2+ (aq) + 2 Cl- (aq)
Para calcular o número de mols (n) de sal em cada solução basta
multiplicar as massas molares (M) pelos volumes (V), pois temos que:
n = M × V
Substituindo os valores obtemos que:
n (FeCl3) = M (FeCl3) × V (FeCl3)
n (FeCl3) = 0,010 × 0,6 = 0,006 mol
n (CaCl2) = M (CaCl2) × V (CaCl2)
n (CaCl2) = 0,020 × 0,4 = 0,008 mol
Como ocorre dissociação completa dos sais, todo o sal é dissociado para
a formação dos íons, logo, a concentração do sal no equilíbrio é próxima de
zero:
FeCl3
(s) ⇆ Fe3+ (aq) + 3 Cl-
(aq)
Início 0,006
0 0
Proporção - 0,006 + 0,006
+ 3 × 0,006
Equilíbrio 0
0,006 0,018
CaCl2
(s) ⇆ Ca2+ (aq) + 2 Cl-
(aq)
Início 0,008
0 0
Proporção - 0,008 + 0,008
+ 2 × 0,008
Equilíbrio 0
0,008 0,016
Assim, temos o número de mols de íons cloreto (Cl-) em cada
uma das soluções. No total, temos que:
n (Cl-) = 0,018 + 0,016 = 0,034 mol
Com esse resultado podemos calcular a concentração desses íons na
mistura final a partir da divisão do número de mols pelo volume total da mistura:
M (Cl-) = n (Cl-)/V
M (Cl-) = 0,034/1 = 0,034 mol/L
Gabarito da Professora: Letra E.