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Química

ITA 2005 Química — Questão 19

A 25 °C, borbulha-se H2S(g)\mathrm{H_2S(g)} em uma solução aquosa 0,020 mol L−10{,}020\ \mathrm{mol\ L^{-1}} em MnCl2\mathrm{MnCl_2}, contida em um erlenmeyer, até que seja observado o início de precipitação de MnS(s)\mathrm{MnS(s)}. Neste momento, a concentração de H+\mathrm{H^+} na solução é igual a 2,5×10−7 mol L−12{,}5 \times 10^{-7}\ \mathrm{mol\ L^{-1}}.

Dados eventualmente necessários, referentes à temperatura de 25 °C:

I. MnS(s)+H2O(ℓ)⇌Mn2+(aq)+HS−(aq)+OH−(aq)\mathrm{MnS(s) + H_2O}(\ell) \rightleftharpoons \mathrm{Mn^{2+}(aq) + HS^-(aq) + OH^-(aq)} ; KI=3×10−11K_{\mathrm{I}} = 3 \times 10^{-11}

II. H2S(aq)⇌HS−(aq)+H+(aq)\mathrm{H_2S(aq) \rightleftharpoons HS^-(aq) + H^+(aq)} ; KII=9,5×10−8K_{\mathrm{II}} = 9{,}5 \times 10^{-8}

III. H2O(ℓ)⇌OH−(aq)+H+(aq)\mathrm{H_2O}(\ell) \rightleftharpoons \mathrm{OH^-(aq) + H^+(aq)} ; KIII=1,0×10−14K_{\mathrm{III}} = 1{,}0 \times 10^{-14}

Assinale a opção que contém o valor da concentração, em mol L−1\mathrm{mol\ L^{-1}}, de H2S\mathrm{H_2S} na solução no instante em que é observada a formação de sólido.

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Só quero ver o gabarito

Gabarito do ITA 2005 Química, questão 19: alternativa D

1,0×10−11{,}0 \times 10^{-1}

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você combina equilíbrios dados (somando e subtraindo reações) e usa a condição de início de precipitação como igualdade Q = K.

Por onde começar · passo 1 de 5

Traduza 'início de precipitação'

Qual relação entre Q e K vale no exato instante em que o primeiro grão de MnS aparece?

Antes de precipitar, Q<KIQ < K_\mathrm{I}. No primeiro grão, a solução fica exatamente saturada: Q=KIQ = K_\mathrm{I}. O Mn2+\mathrm{Mn^{2+}} ainda não foi consumido, então [Mn2+]=0,020[\mathrm{Mn^{2+}}] = 0{,}020 mol/L. O sólido não entra na expressão, e a água (solvente) também não.

A armadilha

O primeiro número que sai da conta é [HS⁻] ≈ 3,75 × 10⁻² mol/L. Quem para aí, achando que já é o H₂S, marca a C — falta ainda passar de HS⁻ para H₂S pelo equilíbrio II.

Quem cai nela marca C.

EspécieDe onde saiValor (mol/L)
Mn²⁺dado (precipitação só começando)2,0 × 10⁻²
H⁺dado2,5 × 10⁻⁷
OH⁻K_III / [H⁺]4,0 × 10⁻⁸
HS⁻K_I / ([Mn²⁺][OH⁻])3,75 × 10⁻²
H₂S[HS⁻][H⁺] / K_II≈ 1,0 × 10⁻¹
Cada linha usa um equilíbrio; a linha do HS⁻ é a parada falsa (alternativa C), a do H₂S é a resposta.

Na resolução completa vêm os outros 4 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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