ITA 2022 (2ª fase) — Questão 4

Um novo método para potabilização da água residual em espaçonaves emprega íons de prata como agente bactericida. Considere os dados de produto de solubilidade de alguns sais apresentados na Tabela 1 e o limite máximo permitido de íons nos padrões de qualidade da água potável disposto na Tabela 2.

Tabela 1. Dados de constantes de solubilidade.

Sal	$K_{ps}$
$\mathrm{AgCl(s)}$	$1{,}21 \times 10^{-10}$
$\mathrm{AgBr(s)}$	$4{,}90 \times 10^{-13}$
$\mathrm{AgI(s)}$	$1{,}00 \times 10^{-16}$
$\mathrm{NaCl(s)}$	37,3
$\mathrm{NaBr(s)}$	127
$\mathrm{NaI(s)}$	151
$\mathrm{HgCl_2(s)}$	$8{,}10 \times 10^{-2}$
$\mathrm{HgBr_2(s)}$	$6{,}20 \times 10^{-20}$
$\mathrm{HgI_2(s)}$	$3{,}20 \times 10^{-29}$

Tabela 2. Limite máximo permitido nos padrões de qualidade da água potável.

Espécie	Máximo nível permitido ($\mathrm{mg\cdot L^{-1}}$)
Cloretos	1000
Brometos	4,0
Iodetos	0,018
Prata	0,090
Sódio	20
Mercúrio	0,002

Sabe-se que concentrações de íons de prata acima de dez partes por bilhão (>10 ppb) são suficientes para prevenir o crescimento de bactérias, algas e outros microorganismos. A estratégia do método consiste em assegurar uma concentração fixa de $\mathrm{Ag^+}$ na água potável por meio da saturação da solução com um sal de prata moderadamente solúvel. Com base nessas informações, responda:

a) Dentre os sais de prata apresentados na Tabela 1, indique qual(is) poderia(m) ser empregado(s) no método de potabilização da água e calcule a concentração em ppb de $\mathrm{Ag^+}$ na solução resultante.

b) Dentre os sais de prata que não poderiam ser usados no item (a) e considerando o limite máximo permitido nos padrões de qualidade da água potável, indique aquele(s) sal(is) que poderia(m) ser empregado(s), juntamente com NaCl ou $\mathrm{HgCl_2}$, para ajustar a concentração total de $\mathrm{Ag^+}$ para 10,8 ppb. Determine o valor numérico da concentração final de $\mathrm{Na^+}$ ou $\mathrm{Hg^{2+}}$ em cada situação.