(Originais Teachy 2023) - Questão Muito Difícil de Química

Uma indústria química precisa projetar um sistema de tratamento de efluentes que envolve a precipitação de sulfato de bário (BaSO4) a partir de uma solução aquosa de íons bário (Ba2+) e íons sulfato (SO4^2-). O valor do produto de solubilidade do sulfato de bário é 1,1 x 10^-10. Inicialmente, a indústria possui uma solução 0,001 M de BaCl2. Para garantir a eficiência máxima do processo, a empresa deseja determinar a concentração máxima que o íon sulfato (SO4^2-) pode atingir antes da formação de qualquer precipitado de sulfato de bário. Considerando que a solubilidade molar do BaSO4 é pequena em comparação com as concentrações iniciais de Ba2+ e SO4^2-, utilize os conhecimentos sobre o produto de solubilidade e o princípio de Le Chatelier para explicar por que a adição de Na2SO4, uma fonte de íons sulfato, a essa solução de BaCl2 não provocará a precipitação de BaSO4, mas possibilitará a determinação da concentração máxima de SO4^2- atingida. Faça uma análise qualitativa detalhada do equilíbrio, considerando a interação entre o equilíbrio de dissociação do BaCl2 e o equilíbrio de solubilização do sulfato de bário, para justificar como a adição de Na2SO4 desloca o equilíbrio para a formação de mais íons sulfato sem precipitar BaSO4, e determine a concentração final de íons sulfato na solução após a adição de Na2SO4 em excesso, assumindo que não há mudança significativa no volume da solução.