Questão 78 Fuvest 2022 - 1ª fase - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 78

Solubilidade de Sais Reação de Dupla Troca

O cátion $B a^{2 +}$ pode apresentar toxicidade aos humanos, dependendo de sua concentração e forma química. Por exemplo, $B a S O_{4}$ é pouco tóxico, sendo usado como contraste radiológico, por ser insolúvel em solução aquosa, enquanto $B a C O_{3}$ e $B a {(N O_{3})}_{2}$ são muito tóxicos, pois liberam $B a^{2 +}$ no organismo. Em um laboratório foram feitos dois testes de solubilidade para identificar o conteúdo de três frascos não rotulados que poderiam ser de $B a {(N O_{3})}_{2}$ , $B a C O_{3}$ ou $B a S O_{4}$ . Os resultados dos dois testes de solubilidade são apresentados a seguir.

Frasco	Teste I: Adição de H₂O destilada à temperatura ambiente	Teste II: Adição de HCℓ diluído à temperatura ambiente
1	Insolúvel, não houve liberação de gás	Insolúvel, não houve liberação de gás
2	Insolúvel, não houve liberação de gás	Solúvel, houve liberação de gás incolor
3	Solúvel, não houve liberação de gás	Solúvel, não houve liberação de gás

Considerando os ensaios realizados, indique quais são os compostos contidos nos frascos 1, 2 e 3, respectivamente.

	Frascos
1	2	3
$B a S O_{4}$	$B a C O_{3}$	$B a {(N O_{3})}_{2}$

	Frascos
1	2	3
$B a C O_{3}$	$B a S O_{4}$	$B a {(N O_{3})}_{2}$

	Frascos
1	2	3
$B a {(N O_{3})}_{2}$	$B a C O_{3}$	$B a S O_{4}$

	Frascos
1	2	3
$B a S O_{4}$	$B a {(N O_{3})}_{2}$	$B a C O_{3}$

	Frascos
1	2	3
$B a C O_{3}$	$B a {(N O_{3})}_{2}$	$B a S O_{4}$

Resolução

Pelo teste I, adição de água destilada à temperatura ambiente, é possível identificar qual das amostras corresponde ao nitrato de bário (Ba(NO₃)₂) já que, dentre os sais apresentados, este é o único que apresenta elevada solubilidade em água (característica comum à grande maioria dos nitratos), portanto, como somente a amostra do frasco 3 apresentou-se solúvel em água, infere-se que o Ba(NO₃)₂é o sal contido no frasco 3. A dissolução deste sal ocorre segundo a equação química

$B a (N O_{3})_{2 (s)} \overset{á g u a}{\to} B {a^{2 +}}_{(a q)} + 2 N {O_{3}}^{-}_{(a q)}$

a qual leva à formação de íons em solução, não ocorrendo assim liberação de gases na transformação.

Pela realização do teste II, adição de HCl diluído à temperatura ambiente, identificou-se a amostra correspondente ao carbonato de bário (BaCO₃) visto que este sal, assim como demais carbonatos, sofre reação de dupla troca com ácidos de Arrhenius formando ácido carbônico (H₂CO₃), o qual, por ser um ácido instável, se decompõe levando à liberação de CO₂ gasoso. A sequência de reações a seguir ilustra a reação do carbonato de bário com ácido clorídrico (HCl) e seguida da decomposição do ácido carbônico:

$B a C O_{3 (s)} + 2 H C l_{(a q)} \to B a C l_{2 (a q)} + H_{2} C O_{3 (a q)} H_{2} C O_{3 (a q)} \to C O_{2 (g)} + H_{2} O_{(l)}_________________________________________B a C O_{3 (s)} + 2 H C l_{(a q)} \to B a C l_{2 (a q)} + C O_{2 (g)} + H_{2} O_{(l)}$

Assim, como a amostra do frasco 2 foi solubilizada e levou à formação de gás, conclui-se que o BaCO₃é o sal contido no frasco 2.

Por fim, infere-se que o BaSO₄é o sal contido no frasco 1. Este sal é praticamente insolúvel em água e, além disso, não sofre reação de dupla troca com HCl em solução diluída visto que há grande tendência dos íons Ba²⁺ e SO₄^2- ficarem agregados (forma sólida precipitada). Portanto, em ambos os testes, apresenta-se insolúvel e não leva à liberação de gás.