Assinale a opção CORRETA que corresponde à variação da concentração de íons provocada pela adição, a , de um litro de uma solução em a um litro de uma solução aquosa saturada em .
Dado:
$K_{ps\ \ce{AgBr_(298K)}} = 5,3\times 10^{−13}$
$K_{ps\ \ce{AgBr_(298K)}} = 5,3\times 10^{−13}$
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A princípio, atente que a questão solicita a variação da concentração de íons prata. Dessa forma, vamos começar verificando quanto havia inicialmente na solução aquosa saturada de $\ce{AgBr}$, para isso, tem-se o produto de solubilidade informado:\begin{matrix}
\ce{[Ag+]} \cdot \ce{ [Br-]} =5,3 \times 10^{-13}
\end{matrix}Devido a estequiometria da dissociação:\begin{matrix}
\ce{AgBr_{(s)} &<=>&Ag+_{(aq)} + Br-_{(aq)} }
\end{matrix}Sabemos que a concentração de íons prata deve ser igual à dos íons bromo, vamos denotar essa concentração de $x$, então:\begin{matrix}x^2 = 5,3 \times 10^{-13}
\end{matrix}\begin{matrix}x = \sqrt{0,53 \times 10^{-12}} \approx \dfrac{1}{\sqrt{2}} \times 10^{-6}
\end{matrix}\begin{matrix} \boxed{x \approx 7 \times 10^{-7} \ \pu{M}}
\end{matrix}$\color{orangered}{\text{Obs:}}$ $\sqrt{2} \approx 1,4$
Agora, precisamos saber a concentração na mistura, analisando somente o brometo de sódio, sabemos que ele é um eletrólito forte, ou seja, deve se dissociar completamente conforme abaixo:\begin{matrix}
\ce{NaBr_{(s)} &->&Na+_{(aq)} + Br-_{(aq)} }
\end{matrix}Pela estequiometria da dissociação, devemos ter $0,02$ mol de bromo adicionados a dois litros de solução (um litro de uma mais um litro da outra). Com isso, a concentração de bromo adicionado é $0,01 \pu{M}$, esta que é suficiente para desprezar a que já estava presente na solução de brometo de prata, visto que:\begin{matrix} 0,01 \gg x/2
\end{matrix}Desse modo, seja $y$ a nova concentração de íons prata, pelo produto de solubilidade:\begin{matrix}
y \cdot 0,01 =5,3 \times 10^{-13} \\ \boxed{y = 5,3 \times 10^{-11} \ \pu{M}}
\end{matrix}Veja que a quantidade de íons cai drasticamente devido ao efeito do íon comum, este que desloca o equilíbrio a precipitar, consequentemente, consumindo os íons prata. Portanto, a variação da concentração de íons $\ce{Ag+}$ foi:\begin{matrix}
x - y = 7 \times 10^{-7} - 5,3 \times 10^{-11}
\end{matrix}\begin{matrix}
\boxed{x-y \approx 7 \times 10^{-7} \ \pu{M}}
\end{matrix}\begin{matrix}Letra \ (C)
\end{matrix}