FMP 2018
O galinho do tempo é um bibelô, na forma de um pequeno galo, que, dependendo das condições meteorológicas daquele instante, pode mudar de cor, passando de azul para rosa e vice-versa. O íon [CoCl4]-2 (aq) apresenta cor azul e o íon [Co(H2O)6]2+ apresenta cor rosa. A equação envolvida nesse processo é representada por
[CoCl4]2- (aq) + 6H2O(l) ↔ [CO(H2O)6]2+ (aq) + 4Cl- (aq)
Segundo o Princípio de Le Chatelier, a cor do “galinho” em um dia de sol e a expressão da constante de equilíbrio de ionização são, respectivamente,
azul e \(K=\frac{\left[\left[CoC\ell_4\right]^{2-}\right]}{\left[\left[Co\left(H_2O\right)_6\right]^{2+}\right]\cdot\left[C\ell^-\right]^4}\)
azul e \(K=\frac{\left[\left[Co\left(H_2O\right)_6\right]^{2+}\right]\cdot\left[C\ell^-\right]^4}{\left[\left[CoC\ell_4\right]^{2-}\right]}\)
rosa e \(K=\frac{\left[\left[CoC\ell_4\right]^{2-}\right]\cdot\left[H_2O\right]^6}{\left[\left[Co\left(H_2O\right)_6\right]^{2+}\right]\cdot\left[C\ell^-\right]^4}\)
rosa e \(K=\frac{\left[\left[Co\left(H_2O\right)_6\right]^{2+}\right]\cdot\left[C\ell^-\right]^4}{\left[\left[CoC\ell_4\right]^{2-}\right]\cdot\left[H_2O\right]^6}\)
azul e \(K=\frac{\left[\left[Co\left(H_2O\right)_6\right]^{2+}\right]\cdot\left[C\ell^-\right]^4}{\left[\left[CoC\ell_4\right]^{2-}\right]\cdot\left[H_2O\right]^6}\)
Resolução
Passo 1 – Identificar as espécies e as cores
- Íon azul: \([\text{CoCl}_4]^{2-}\).
- Íon rosa: \([\text{Co}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+}\).
Passo 2 – Interpretar o efeito da temperatura
Num dia de sol a temperatura está elevada. Para cobalto(II), sabe-se experimentalmente que o aquecimento favorece a forma desidratada (azul). Logo, o equilíbrio desloca-se para a esquerda, predominando o íon azul.
Passo 3 – Escrever a expressão da constante de equilíbrio
Para a equação
\([\text{CoCl}_4]^{2-}_{(aq)} + 6\,\text{H}_2\text{O}_{(l)} \;\rightleftharpoons\; [\text{Co}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+}_{(aq)} + 4\, \text{Cl}^{-}_{(aq)}\)
a água aparece como líquido puro; portanto, sua atividade é tomada igual a 1 e não entra em \(K\).
\[K = \frac{[\text{Co}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+}\,[\text{Cl}^-]^4}{[\text{CoCl}_4]^{2-}}\]
Passo 4 – Combinar as informações
Cor em dia de sol: azul.
Expressão correta para \(K\): \(\dfrac{[\text{Co}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+}[\text{Cl}^-]^4}{[\text{CoCl}_4]^{2-}}\).
A opção que apresenta essas duas respostas é a letra B.
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Princípio de Le Chatelier: um sistema em equilíbrio reage a perturbações (variação de T, P ou concentração) deslocando-se no sentido de minimizá-las.
- Equilíbrios de complexação: diferentes complexos metálicos podem apresentar cores distintas; a posição do equilíbrio depende de temperatura e concentrações dos ligantes.
- Constante de equilíbrio \(K\): inclui apenas espécies em solução ou fase gasosa; sólidos e líquidos puros ficam de fora.
