Deseja-se separar os íons manganosos dos íons cádmio de uma solução
por precipitação como sulfeto.
Em que pH o íon que forma o sulfeto menos solúvel estará quantitativamente precipitado?
.
Em que pH o íon que forma o sulfeto menos solúvel estará quantitativamente precipitado?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que temos uma solução com íons manganosos e íons cádmio, cada um com uma concentração de
. Queremos separar esses íons formando seus sulfetos (MnS e CdS) por precipitação. Para isso, precisamos descobrir em que pH o sulfeto menos solúvel vai precipitar completamente. Vamos usar conceitos de solubilidade e constante de produto de solubilidade (
) para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que a solubilidade de um sal, como o sulfeto, depende do pH da solução. O
nos diz quão solúvel é um composto: quanto menor o
, menos solúvel é o sal. Então, vamos procurar os valores de
para MnS e CdS para ver qual deles é menos solúvel.
Passo 3
Depois de pesquisar, encontramos os seguintes valores de
:
-
do MnS: -
do CdS:
Observamos que o
do CdS é muito menor que o do MnS, indicando que o CdS é menos solúvel que o MnS.
Passo 4
Agora, queremos que o CdS precipite completamente, ou seja, que sua concentração de íons sulfeto
seja suficiente para ultrapassar o
e formar o precipitado. A equação do
para o CdS é:
Queremos que
seja tal que
.
Passo 5
Sabemos que a concentração de
é
. Então, podemos rearranjar a equação para encontrar
:
Passo 6
Para atingir essa concentração de
, precisamos considerar o equilíbrio com o ácido sulfídrico (
), que se ioniza da seguinte forma:
O pH da solução nos ajuda a determinar a concentração de
e, consequentemente, de
.
Passo 7
Usando a relação entre pH e
:
E sabendo que
está relacionado ao pH através da ionização de
, ajustamos o pH para controlar a concentração de
.
Passo 8
Finalmente, resolvendo para o pH que resulta em
, encontramos:
Resposta
O pH necessário para que o sulfeto menos solúvel (CdS) seja quantitativamente precipitado é aproximadamente 0,89.
Exercícios relacionados
Deseja-se separar os íons manganosos dos íons cádmio de uma solução
por precipitação como sulfeto.
É possível efetuar tal separação? (No pH de precipitação do MnS , o já estará quantitativamente precipitado. Portanto, é possível fazer tal separação). Dados:
.
É possível efetuar tal separação? (No pH de precipitação do MnS , o
Deseja-se separar íons manganosos de íons cúpricos, ambos na concentração
, por precipitação como sulfetos.
Calcule o pH que cada sulfeto começa a se precipitar. ( ).
Calcule o pH que cada sulfeto começa a se precipitar. (
É possível separar os íons ferrosos
dos manganosos
de sua solução
por precipitação como sulfeto? (A precipitação de FeS não é quantitativa quando MnS começar a precipitar. Portanto, a separação não pode ser feita).
Em que pH cada íon começa a se precipitar? (FeS ). Dados:
e
.
Em que pH cada íon começa a se precipitar? (FeS
Deseja-se separar os íons manganosos dos íons cádmio de uma solução
por precipitação como sulfeto.
Em que pH o sulfeto mais solúvel começa a se precipitar? .
Em que pH o sulfeto mais solúvel começa a se precipitar?