Uma “água dura” contém íons Ca2+ e Mg2+, que…

(UFSCar-SP) Uma “água dura” contém íons Ca²⁺ e Mg²⁺, que interferem na ação do sabão e deixam um resíduo nas paredes de tanques e caldeiras. É possível “amolecer” uma “água dura” adicionando-se substâncias que retiram estes íons e liberam, em seu lugar, íons Na⁺. Se uma “água dura” contém 0,010 mol/L de Ca²⁺ e 0,005 mol/L de Mg²⁺, quantos mols de Na⁺ são necessários para substituir os íons de cálcio e magnésio em 1,0 × 10³ L desta água?

a) 10

b) 15

c) 20

d) 30

e) 40

Resolução

Primeiramente vamos calcular a quantidade de matéria dos íons Ca²⁺ e Mg²⁺em 1,0 × 10³ L (1.000 L) de água. Para isso, basta lembrarmos que a concentração em mol/L é dada pela divisão entre o número de mols do soluto e o volume da solução em litros. Assim, temos:

A precipitação dos íons Ca²⁺ e Mg²⁺ pode ser representada, genericamente, pela equação química abaixo:

Ca²⁺(aq) + Mg²⁺(aq) + 2 X²⁻(aq) → CaX(s) + MgX(s)

Dessa forma, a precipitação de 1 mol de cada íon,  Ca²⁺ e Mg²⁺, requer a adição de 2 mols do ânion X²⁻. Logo, para precipitar 15 mols dos íons combinados (10 mols de Ca²⁺ + 5 mols Mg²⁺), deve-se adicionar 15 mols do ânion X²⁻.

O ânion X²⁻ pode ser obtido pela dissociação do sal Na₂X, representada pela equação química abaixo:

Na₂X(s) → 2 Na⁺(aq) + X²⁻(aq)

Segundo a equação acima, são formados 2 mols de Na⁺ para cada mol de X²⁻ produzido. Logo, a adição de 15 mols de X²⁻ é acompanhada pela adição de 30 mols de Na⁺.

Portanto, a substituição dos íons Ca²⁺ e Mg²⁺, presentes em 1,0 × 10³ litros de “água dura”, requer a adição de 30 mols de íons Na⁺.

Gabarito: LETRA D

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