Quimica introdução de gás carbônico

Discussão Parte 2.2

O borbulhamento do ar pulmonar implica a introdução de gás carbônico nas soluções de água de cal (soluções de hidróxido de cálcio), formando o íon carbonato, de acordo com o seguinte equilíbrio químico:

CO2(g) + 2OH–(aq)CO32–(aq) + H2O(l) (1)

Na presença de íons Ca2+, o íon carbonato leva à formação de um precipitado de carbonato de cálcio, de acordo com o seguinte equilíbrio químico:

Ca2+(aq) + CO32–(aq)CaCO3(s) (2)

Continuando o borbulhamento do gás carbônico, ocorre a dissolução desse precipitado, devido à formação do íon bicarbonato:

CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) Ca2+(aq) + 2HCO3–(aq) (3)

Nas três partes do experimento, o borbulhamento contínuo de gás carbônico é suficiente para consumir toda a base (o indicador torna-se incolor), isto é, o equilíbrio químico dado pela eq. 1 é totalmente deslocado no sentido dos produtos. A eq. 2 corresponde ao equilíbrio de solubilidade do carbonato de cálcio. A formação do precipitado de carbonato de cálcio, isto é, a ocorrência desse equilíbrio de solubilidade, depende da concentração dos íons Ca2+ em solução. Nas partes 1 e 2 do experimento, como a concentração de íons Ca2+ é uficientemente alta, há a formação visível do precipitado. Na parte 3 isso não ocorre, porque a concentração de íons Ca2+ é muito baixa. Como a quantidade de CO2 no ar pulmonar é pequena o borbulhamento contínuo de gás carbônico somente causará o deslocamento total do equilíbrio químico dado pela eq. 3 no sentido dos produtos se a quantidade de carbonato de cálcio não for muito grande. Na parte 1 do experimento, a quantidadede carbonato de cálcio formada é grande, e portanto não ocorre a dissolução total do precipitado. Na parte 2 do

experimento, utilizando-se água de cal diluída, como a quantidade de carbonato de cálcio formada é pequena, o precipitado é totalmente dissolvido ao se borbulhar gás carbônico suficiente. Na parte 2, a adição de água de cal à solução após a dissolução do precipitado corresponde a aumentar a quantidade de íons Ca2+ em solução. Isso provoca um eslocamento do equilíbrio dado pela eq. 3 no sentido dos reagentes, isto é, à formação de carbonato de cálcio. Na realidade, essa precipitação é auxiliada pela reação que ocorre paralelamente entre os íons hidroxila da água de cal e os íons bicarbonato, aumentando a concentração dos íons carbonato:

HCO3–(aq) + OH–(aq) CO32–(aq) + H2O(l) (4)

O aumento da temperatura da solução após dissolução do precipitado causa a reprecipitação do carbonato de cálcio devido à diminuição da solubilidade do dióxido de carbono no sistema. Isto é, a concentração de gás carbônico diminui bastante e, conseqüentemente, o equilíbrio dado pela eq. 3 é deslocado no sentido dos reagentes. Adicionalmente, uma pequena contribuição para essa precipitação pode ser atribuída ao fato de a solubilidade do carbonato de cálcio, ao contrário do que acontece na maioria dos sais, diminuir com a temperatura.

Referências bibliográficas:

BACCAN, N.; GODINHO,