Calcular a concentração de CdS em uma solução na qual a
é mantida constante a (a)
e (b)
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular a concentração de CdS em uma solução onde a concentração de íons hidrogênio
é mantida constante em dois valores diferentes: (a)
e (b)
.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e solubilidade. Precisaremos entender como a presença de íons hidrogênio afeta a solubilidade do CdS, que é um sal pouco solúvel.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o CdS se dissolve na água formando íons Cd²⁺ e S²⁻:
A constante de solubilidade (
) para essa reação é dada por:
Além disso, os íons S²⁻ podem reagir com a água formando HS⁻ e OH⁻:
Essa reação mostra que a presença de íons hidrogênio
pode afetar a concentração de S²⁻ e, consequentemente, a solubilidade do CdS.
Passo 3
Como a solução mantém
constante, podemos relacionar
com
usando a constante de ionização da água (
):
Assim, podemos calcular
para cada caso do enunciado.
Passo 4
Vamos calcular
para cada concentração de
:
(a) Para
:
(b) Para
:
Passo 5
Agora, consideramos a reação do S²⁻ com a água:
A constante de equilíbrio dessa reação (
) é relacionada à constante de hidrólise. No entanto, para simplificar, assumimos que a quantidade de S²⁻ que reage com a água é muito pequena comparada à quantidade inicial, então podemos aproximar:
Passo 6
Assumindo que a solubilidade do CdS seja
, temos:
Mas devido à reação com a água, podemos ajustar:
Como
está relacionado com
, podemos considerar que
é proporcional a
.
Passo 7
Para simplificar, se assumirmos que
, então:
Sem o valor de
, não podemos calcular numericamente, mas o procedimento seria esse, ajustando para a presença de
.
Resposta
A concentração de CdS na solução depende da concentraç��o de íons hidrogênio
e pode ser calculada usando o equilíbrio de solubilidade. Para os valores dados:
(a) Quando
, a concentração de CdS será ajustada para
com
.
(b) Quando
, a concentração de CdS será ajustada para
com
.
Para obter valores numéricos precisos, seria necessário o valor de
do CdS.
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