Solubilidade e coeficiente de solubilidade: questão FUVEST 2025

2.   Água contendo concentrações superiores a 150 mg/L de íons Ca²⁺ e Mg²⁺ é chamada de água dura, que é imprópria para algumas aplicações domésticas e industriais, pois esses íons reagem com sabão formando sais insolúveis. Para evitar esse contratempo, alguns processos de tratamento de água envolvem adição de reagentes químicos para precipitação dos íons Ca²⁺ e Mg²⁺. Avaliando as três situações distintas a seguir, responda:

Note e adote:

Composto	Kps	Composto	Kps
Fosfato de cálcio		Hidróxido de cálcio
Fosfato de magnésio		Hidróxido de magnésio
Carbonato de cálcio		Sulfato de cálcio
Carbonato de magnésio		Sulfato de magnésio
Massas molares (g/mol): C = 12; O = 16; Na = 23; Ca = 40.

a) Para o tratamento da água dura, dispõe-se dos seguintes compostos: Na₃PO₄, Na₂CO₃, NaOH e Na₂SO₄. Qual deles seria utilizado em menor quantidade, em mol, para o tratamento de água dura?

b) Um possível procedimento usado para a retirada dos íons Ca²⁺ e Mg²⁺ da água consiste em adicionar cal apagada [Ca(OH)₂] até saturar a solução. Posteriormente, adiciona-se Na₂CO₃. Com esse procedimento, qual íon será o primeiro a ser retirado? Escreva as fórmulas químicas dos precipitados formados.

c) Considere uma caixa d’água com 10.000 L de água contendo 150 mg/L de Ca²⁺. Qual a massa de Na₂CO₃, em quilograma, que deve ser adicionada para que a concentração de Ca²⁺ seja reduzida a 70 mg/L?