--- title: "Os íons e as soluções iônicas" book: "Química dos ensinos fundamental e médio" subject: chemistry language: pt chapter: 17 exercises: 12 source: https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas license: CC-BY-NC-SA-4.0 credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)" --- # Capítulo 17 — Os íons e as soluções iônicas Duas bebidas límpidas estão num banco de academia: uma garrafa de bebida isotônica, vendida pelos seus “eletrólitos”, e um copo de água com açúcar. Num laboratório, duas placas de metal ligadas a uma pilha e a uma lâmpada pequena são mergulhadas em cada uma, uma de cada vez. Na bebida isotônica, a lâmpada acende; na água com açúcar, ela continua apagada. Alguma coisa no primeiro líquido transporta carga elétrica, e o açúcar não. Essa alguma coisa são os [íons](#def-g9-ions-ion). **O que você já sabe.** Um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) tem um [núcleo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) com $Z$ [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton), cada um de carga $+e$, e $Z$ [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) em volta dele, cada um de carga $-e$: o [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) é neutro ([Capítulo 16](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#ch-g9-inside-the-atom)). Um [soluto](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute) dissolvido na água dá uma [solução aquosa](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute) ([Capítulo 9](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#ch-g6-solutions-and-solubility)). Um [teste característico](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/10-identificar-substancias#def-g7-identifying-substances-characteristic-test) detecta uma espécie por um resultado visível ([Capítulo 10](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/10-identificar-substancias#ch-g7-identifying-substances)). ![Uma bebida isotônica e um copo de água: a bebida contém íons dissolvidos.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-ions/img-2f163e213984.jpg) *Uma bebida isotônica e um copo de água: a bebida contém [íons](#def-g9-ions-ion) dissolvidos.* ## 17.1 Átomos que ganham ou perdem elétrons **Definição 17.1 (Íon, cátion, ânion).** Um *íon* é um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom), ou um grupo de [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom), que perdeu ou ganhou um ou mais [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) e, por isso, tem carga elétrica. Um íon de carga positiva, que perdeu [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), é um *cátion*; um íon de carga negativa, que ganhou [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), é um *ânion*. A carga é escrita no alto, à direita da fórmula: $\ce{Na+}$, $\ce{Cu^{2+}}$, $\ce{Cl-}$. **Exemplo 17.2 (O sódio e o cloro).** Um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de sódio, 11 [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) e 11 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), perde um [elétron](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus): ele vira o [íon](#def-g9-ions-ion) sódio $\ce{Na+}$, 11 [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) e 10 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), carga $+1$: $$ \ce{Na -> Na+ + e-}. $$ Um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cloro, 17 [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) e 17 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), ganha um [elétron](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus): ele vira o [íon](#def-g9-ions-ion) cloreto $\ce{Cl-}$, 17 [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) e 18 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus): $$ \ce{Cl + e- -> Cl-}. $$ ![Um átomo de sódio vira um íon sódio perdendo um elétron; um átomo de cloro vira um íon cloreto ganhando um. Os prótons não mudam.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-ions/fig-98a5c81a78f4.svg) *Um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de sódio vira um [íon](#def-g9-ions-ion) sódio perdendo um [elétron](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus); um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de cloro vira um [íon](#def-g9-ions-ion) cloreto ganhando um. Os [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) não mudam.* **Proposição 17.3 (Alguns íons comuns).** Os [íons](#def-g9-ions-ion) monoatômicos são formados a partir de um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom); os [íons](#def-g9-ions-ion) poliatômicos, a partir de um grupo de [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) que fica junto: | [cátions](#def-g9-ions-ion) | | [ânions](#def-g9-ions-ion) | | | --- | --- | --- | --- | | sódio | $\ce{Na+}$ | cloreto | $\ce{Cl-}$ | | potássio | $\ce{K+}$ | hidróxido | $\ce{OH-}$ | | cálcio | $\ce{Ca^{2+}}$ | nitrato | $\ce{NO3-}$ | | magnésio | $\ce{Mg^{2+}}$ | carbonato | $\ce{CO3^{2-}}$ | | cobre(II) | $\ce{Cu^{2+}}$ | sulfato | $\ce{SO4^{2-}}$ | | ferro(II), ferro(III) | $\ce{Fe^{2+}}$, $\ce{Fe^{3+}}$ | | | | zinco | $\ce{Zn^{2+}}$ | | | | alumínio | $\ce{Al^{3+}}$ | | | | amônio | $\ce{NH4+}$ | | | ## 17.2 Os compostos iônicos e as suas fórmulas **Definição 17.4 (Composto iônico).** Um *composto iônico* é formado por [cátions](#def-g9-ions-ion) e [ânions](#def-g9-ions-ion) em números tais que o conjunto não tem carga. A sua fórmula dá a proporção dos [íons](#def-g9-ions-ion), sem as cargas: $\ce{NaCl}$ para o cloreto de sódio, um $\ce{Na+}$ para cada $\ce{Cl-}$; $\ce{CaCl2}$ para o cloreto de cálcio, dois $\ce{Cl-}$ para cada $\ce{Ca^{2+}}$. **Método 17.5 (Escrever a fórmula de um composto iônico).** 1. Escreva os dois [íons](#def-g9-ions-ion) com as suas cargas, primeiro o [cátion](#def-g9-ions-ion) . 2. Encontre os menores números de cada um que tornam a carga total nula. 3. Escreva esses números como [índices](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-formula) ; um [íon](#def-g9-ions-ion) poliatômico que precisa de [índice](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-formula) vai entre parênteses. Óxido de alumínio: $\ce{Al^{3+}}$ e $\ce{O^{2-}}$; $2 \times (+3) + 3 \times (-2) = 0$, logo $\ce{Al2O3}$. Hidróxido de ferro(III): $\ce{Fe^{3+}}$ e três $\ce{OH-}$: $\ce{Fe(OH)3}$. **Proposição 17.6 (Um sólido iônico é um empilhamento de íons).** Num cristal de sal, os [íons](#def-g9-ions-ion) sódio e os [íons](#def-g9-ions-ion) cloreto se alternam num empilhamento regular em três dimensões, cada [íon](#def-g9-ions-ion) cercado por [íons](#def-g9-ions-ion) de carga oposta, que o mantêm no lugar. Um grão de sal de cozinha contém bilhões de bilhões deles; a sua forma cúbica reflete o empilhamento cúbico. ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-ions/fig-b5771fb8ee75.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-ions/img-04cfee820721.jpg) *Uma camada de um cristal de sal: os [íons](#def-g9-ions-ion) sódio (roxos, menores) e os [íons](#def-g9-ions-ion) cloreto (verdes) se alternam.* *A halita, sal-gema natural. Foto: Robert M. Lavinsky, CC BY-SA 3.0.* ## 17.3 As soluções iônicas conduzem **Notação 17.7 (O símbolo de estado (aq)).** Um [íon](#def-g9-ions-ion) ou uma [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) dissolvidos em água são marcados com (aq), de aquoso: $\ce{Na+(aq)}$, $\ce{Cl-(aq)}$. **Proposição 17.8 (As soluções iônicas conduzem a eletricidade).** Quando um [composto iônico](#def-g9-ions-ionic-compound) [se dissolve](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) na água, os seus [íons](#def-g9-ions-ion) se separam e se movem livremente na solução: a água salgada contém $\ce{Na+(aq)}$ e $\ce{Cl-(aq)}$. [Íons](#def-g9-ions-ion) em movimento transportam carga elétrica, por isso uma solução iônica conduz a eletricidade. Uma solução de açúcar, cujas [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) não têm carga, não conduz; nem a água muito pura. **No laboratório — Que líquidos conduzem?.** O professor liga num circuito duas placas de metal, uma pilha de baixa tensão e uma lâmpada pequena; as placas são mergulhadas, uma vez em cada, em água destilada, água com açúcar, água salgada e numa solução de sulfato de cobre, e enxaguadas entre uma e outra. A lâmpada só acende com as duas soluções iônicas. ![O teste de condutividade: com a água salgada, os íons transportam a corrente e a lâmpada acende; a água com açúcar não contém íons, e a lâmpada continua apagada.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-ions/fig-407722112d67.svg) *O teste de condutividade: com a água salgada, os [íons](#def-g9-ions-ion) transportam a corrente e a lâmpada acende; a água com açúcar não contém [íons](#def-g9-ions-ion), e a lâmpada continua apagada.* ## 17.4 Testes de precipitação para os íons **Definição 17.9 (Precipitado).** Quando duas soluções são [misturadas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#def-g2-mixing-and-dissolving-mix), um [cátion](#def-g9-ions-ion) de uma e um [ânion](#def-g9-ions-ion) da outra podem formar um [composto iônico](#def-g9-ions-ionic-compound) que não [se dissolve](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve). Ele aparece como um sólido fino que turva o líquido e se deposita: um *precipitado*. A reação é uma *precipitação*. **Proposição 17.10 (Testes para íons comuns).** Algumas gotas de uma solução de [reagente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reactant) identificam um [íon](#def-g9-ions-ion) pela cor do [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) que ele forma: | [íon](#def-g9-ions-ion) procurado | [reagente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reactant) | [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) | cor | | --- | --- | --- | --- | | cobre(II) $\ce{Cu^{2+}}$ | hidróxido de sódio | $\ce{Cu(OH)2}$ | azul | | ferro(II) $\ce{Fe^{2+}}$ | hidróxido de sódio | $\ce{Fe(OH)2}$ | verde | | ferro(III) $\ce{Fe^{3+}}$ | hidróxido de sódio | $\ce{Fe(OH)3}$ | castanho-alaranjado | | zinco $\ce{Zn^{2+}}$ | hidróxido de sódio | $\ce{Zn(OH)2}$ | branco | | alumínio $\ce{Al^{3+}}$ | hidróxido de sódio | $\ce{Al(OH)3}$ | branco | | cloreto $\ce{Cl-}$ | nitrato de prata | $\ce{AgCl}$ | branco, escurece à luz | **Exemplo 17.11 (Escrever uma precipitação).** Só são escritos os [íons](#def-g9-ions-ion) que formam o sólido; os outros continuam dissolvidos e não participam: $$ \ce{Cu^{2+}(aq) + 2OH-(aq) -> Cu(OH)2(s)}, \qquad \ce{Ag+(aq) + Cl-(aq) -> AgCl(s)}. $$ ![Precipitados formados com hidróxido de sódio (os cinco primeiros tubos) e com nitrato de prata (o último tubo).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-ions/fig-32dd8e7168fc.svg) *[Precipitados](#def-g9-ions-precipitate) formados com hidróxido de sódio (os cinco primeiros tubos) e com nitrato de prata (o último tubo).* **Segurança.** ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-ions/fig-93c17238ab7b.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-ions/fig-0df833fa40ae.svg) Hidróxido de sódio: provoca queimaduras graves na pele e lesões nos olhos, e pode ser corrosivo para os metais (GHS05); irritante para a pele e os olhos quando diluído (GHS07). O nitrato de prata, o [reagente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reactant) do cloreto, é oxidante, corrosivo e muito tóxico para os organismos aquáticos. Óculos de proteção, luvas; [reagentes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reactant) distribuídos gota a gota pelo professor. **Método 17.12 (Testar um íon).** 1. Despeje um pouco da solução a ser testada num tubo de ensaio. 2. Acrescente o [reagente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reactant) gota a gota. 3. Anote a cor do [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) , se houver, e compare com a tabela. 4. Conclua, e lembre-se de que um teste identifica um [íon](#def-g9-ions-ion) , não um composto: a solução de cloreto de ferro(III) dá ao mesmo tempo o teste do $\ce{Fe^{3+}}$ e o teste do $\ce{Cl-}$ . ## 17.5 Exercícios **Exercício 17.1 ★.** O que é um [íon](#def-g9-ions-ion)? Qual é a diferença entre um [cátion](#def-g9-ions-ion) e um [ânion](#def-g9-ions-ion)? **Solução de Exercício 17.1.** Um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) ou grupo de [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) que perdeu ou ganhou [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) e tem carga. Um [cátion](#def-g9-ions-ion) é positivo (perdeu [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus)), um [ânion](#def-g9-ions-ion) é negativo (ganhou [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus)). **Exercício 17.2 ★.** Um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de magnésio (12 [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton)) perde dois [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus). Escreva a fórmula do [íon](#def-g9-ions-ion) formado, e dê os números de [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) e de [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) dele. **Solução de Exercício 17.2.** $\ce{Mg^{2+}}$: 12 [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton), 10 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus). **Exercício 17.3 ★.** Escreva as fórmulas do cloreto de potássio, do cloreto de magnésio e do óxido de cálcio ([íon](#def-g9-ions-ion) óxido: $\ce{O^{2-}}$). **Solução de Exercício 17.3.** $\ce{KCl}$, $\ce{MgCl2}$, $\ce{CaO}$. **Exercício 17.4 ★.** Por que a água salgada conduz a eletricidade e a água com açúcar não? **Solução de Exercício 17.4.** A água salgada contém [íons](#def-g9-ions-ion), $\ce{Na+(aq)}$ e $\ce{Cl-(aq)}$, que se movem e transportam carga. As [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de açúcar não têm carga. **Exercício 17.5 ★★.** Escreva as fórmulas do sulfato de cobre(II), do cloreto de alumínio e do carbonato de sódio. **Solução de Exercício 17.5.** $\ce{CuSO4}$, $\ce{AlCl3}$, $\ce{Na2CO3}$. **Exercício 17.6 ★★.** O hidróxido de sódio acrescentado a uma solução dá um [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) castanho-alaranjado. Que [íon](#def-g9-ions-ion) a solução contém? Escreva a equação da [precipitação](#def-g9-ions-precipitate). **Solução de Exercício 17.6.** Ferro(III), $\ce{Fe^{3+}}$: $\ce{Fe^{3+}(aq) + 3OH-(aq) -> Fe(OH)3(s)}$. **Exercício 17.7 ★★.** Quantos [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) o [íon](#def-g9-ions-ion) sulfato $\ce{SO4^{2-}}$ tem a mais do que os seus [prótons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton)? E o [íon](#def-g9-ions-ion) nitrato $\ce{NO3-}$? **Solução de Exercício 17.7.** Sulfato: 2 [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) a mais. Nitrato: 1. **Exercício 17.8 ★★.** Uma solução dá um [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) branco com o nitrato de prata e um azul com o hidróxido de sódio. Dê o nome do [composto iônico](#def-g9-ions-ionic-compound) dissolvido e escreva a fórmula dele. **Solução de Exercício 17.8.** Branco com o nitrato de prata: $\ce{Cl-}$. Azul com o hidróxido de sódio: $\ce{Cu^{2+}}$. Cloreto de cobre(II), $\ce{CuCl2}$. **Exercício 17.9 ★★.** Olhe a figura da camada do cristal de sal. Quantos vizinhos de carga oposta um [íon](#def-g9-ions-ion) no meio da camada tem, dentro dessa camada? **Solução de Exercício 17.9.** Quatro: um de cada lado (à esquerda, à direita, em cima, embaixo). **Exercício 17.10 ★★.** Escreva a equação da [precipitação](#def-g9-ions-precipitate) do hidróxido de ferro(II) a partir dos [íons](#def-g9-ions-ion) $\ce{Fe^{2+}}$ e $\ce{OH-}$. **Solução de Exercício 17.10.** $\ce{Fe^{2+}(aq) + 2OH-(aq) -> Fe(OH)2(s)}$. **Exercício 17.11 ★★★.** Um pó branco pode ser cloreto de zinco ou cloreto de sódio. Dissolvido na água, ele dá um [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) branco com o hidróxido de sódio. Qual é ele? Escreva a equação. **Solução de Exercício 17.11.** Cloreto de zinco: os [íons](#def-g9-ions-ion) sódio não dão [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) com o hidróxido de sódio, os [íons](#def-g9-ions-ion) zinco dão um branco: $\ce{Zn^{2+}(aq) + 2OH-(aq) -> Zn(OH)2(s)}$. **Exercício 17.12 ★★★.** Num cristal de cloreto de cálcio, quantos [íons](#def-g9-ions-ion) cloreto há para 1000 [íons](#def-g9-ions-ion) cálcio? Verifique que o cristal é neutro. **Solução de Exercício 17.12.** $\ce{CaCl2}$: 2000 [íons](#def-g9-ions-ion) cloreto. Cargas: $1000 \times (+2) + 2000 \times (-1) = 0$. ## 17.6 Problema: o poço enferrujado **Problema 17.1.** Problema de fim de semana — manchas alaranjadas na pia de um sítio, dois testes e o número de íons ferro num litro de água de poço A água do poço de um sítio deixa manchas alaranjadas na pia. Um laboratório recebe uma amostra. Recém-tirada, a água é límpida; com o hidróxido de sódio, ela dá um [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) verde, que fica castanho-alaranjado em menos de uma hora na superfície, onde encontra o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). O laboratório mede $0.30\,\mathrm{mg}$ de ferro, na forma de [íons](#def-g9-ions-ion) ferro, por litro. Tome a massa de um [núcleon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) como $1.67 \times 10^{-27}\,\mathrm{kg}$, e 56 [núcleons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-proton) para um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de ferro. **Parte I — Os testes.** 1. Que [íon](#def-g9-ions-ion) o [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) verde mostra? Dê a fórmula do [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) . 2. Que [íon](#def-g9-ions-ion) o [precipitado](#def-g9-ions-precipitate) castanho-alaranjado mostra? Dê a fórmula dele. 3. Um [íon](#def-g9-ions-ion) ferro(II) e um [íon](#def-g9-ions-ion) ferro(III) diferem por um [elétron](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) . Qual deles tem mais [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) ? Quantos [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) cada um tem (ferro: $Z = 26$ )? 4. Escreva a equação da [precipitação](#def-g9-ions-precipitate) do hidróxido de ferro(III). **Parte II — As manchas.** 5. Na pia, a água límpida vai ficando turva e alaranjada. Que [íon](#def-g9-ions-ion) a água contém quando sai do poço, e que [íon](#def-g9-ions-ion) ela acaba contendo? 6. Escreva a fórmula do [composto iônico](#def-g9-ions-ionic-compound) formado pelos [íons](#def-g9-ions-ion) ferro(III) e pelos [íons](#def-g9-ions-ion) hidróxido, e verifique que ele é neutro. 7. O ferro da água pode ser retirado filtrando a água no momento em que ela sai do poço? E depois que ela ficou alaranjada? Explique. 8. Uma água que contém [íons](#def-g9-ions-ion) ferro é uma [substância pura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) ? Uma [mistura homogênea](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-homogeneous) ? **Parte III — Contar os [íons](#def-g9-ions-ion).** 9. Calcule a massa de um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de ferro, em quilogramas. 10. Converta $0.30\,\mathrm{mg}$ em quilogramas. 11. Por que a massa de um [íon](#def-g9-ions-ion) ferro pode ser tomada igual à de um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de ferro? 12. Calcule o número de [íons](#def-g9-ions-ion) ferro num litro da água do poço. **Solução de Problema 17.1.** **1.** Ferro(II), $\ce{Fe^{2+}}$: $\ce{Fe(OH)2}$. **2.** Ferro(III), $\ce{Fe^{3+}}$: $\ce{Fe(OH)3}$. **3.** O $\ce{Fe^{2+}}$ tem um a mais: $26 - 2 = 24$ [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), contra $26 - 3 = 23$ do $\ce{Fe^{3+}}$. **4.** $\ce{Fe^{3+}(aq) + 3OH-(aq) -> Fe(OH)3(s)}$. **5.** Ela sai do poço com [íons](#def-g9-ions-ion) ferro(II); em contato com o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), eles viram [íons](#def-g9-ions-ion) ferro(III), que formam o sólido alaranjado. **6.** $\ce{Fe(OH)3}$: $(+3) + 3 \times (-1) = 0$. **7.** Não no momento em que ela sai do poço: os [íons](#def-g9-ions-ion) ferro estão dissolvidos e passam pelo filtro. Depois que o sólido alaranjado se formou, sim: ele é um [precipitado](#def-g9-ions-precipitate), retido por um filtro. **8.** Não: é uma [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) (água e [íons](#def-g9-ions-ion) dissolvidos). Recém-tirada e límpida, ela é homogênea. **9.** $56 \times 1.67 \times 10^{-27} = 9.35 \times 10^{-26}\,\mathrm{kg}$. **10.** $0.30\,\mathrm{mg} = 0.30 \times 10^{-6}\,\mathrm{kg} = 3.0 \times 10^{-7}\,\mathrm{kg}$. **11.** Um [íon](#def-g9-ions-ion) difere do [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) por dois ou três [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), cuja massa é desprezível ao lado da massa do [núcleo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus). **12.** $3.0 \times 10^{-7} / 9.35 \times 10^{-26} \approx 3.2 \times 10^{18}$ [íons](#def-g9-ions-ion) ferro por litro.