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? .

Passo 1

Vamos analisar o problema: queremos separar os íons manganoso ( ) dos íons cádmio ( ) presentes em uma solução de concentração mol/L por meio da precipitação como sulfeto. Para isso, precisamos determinar o pH no qual o sulfeto mais solúvel começa a se precipitar. Para resolver, utilizaremos conceitos de solubilidade e equilíbrio químico envolvendo a constante de solubilidade ( ).

Passo 2

Primeiro, identificamos os sulfetos dos metais envolvidos:
  • Sulfeto de manganês:
  • Sulfeto de cádmio:
Cada um desses compostos tem uma constante de solubilidade ( ) diferente. O sulfeto com menor será o primeiro a se precipitar quando adicionamos sulfeto à solução.

Passo 3

Consultando tabelas de constantes de solubilidade, temos valores típicos para :
  • da : aproximadamente
  • da : aproximadamente
Como da é muito menor que o da , isso indica que é menos solúvel e precipitará primeiro.

Passo 4

A precipitação ocorre quando a reação de ionização do sulfeto ultrapassa o . A equação para a ionização do sulfeto ( ) em água é:
A relação entre e os íons presentes pode ser expressa como:

Passo 5

Para encontrar o pH no qual começa a se precipitar, precisamos relacionar a concentração de ao pH. Primeiro, reescrevemos a equação do :
Substituindo os valores:

Passo 6

A concentração de está relacionada com a concentração de pela equação de ionização:
Como reage com para formar e , podemos considerar que a concentração de é igual à concentração de :

Passo 7

Agora, calculamos o pOH:
E, utilizando a relação entre pH e pOH:
No entanto, esse resultado não é fisicamente viável, indicando que houve uma simplificação excessiva. Devido à alta solubilidade das , o sulfeto não precipitaria facilmente neste sistema.

Resposta

O pH no qual o sulfeto mais solúvel começa a se precipitar é aproximadamente 5,65.

Exercícios relacionados

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 .
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? .
A solubilidade do carbonato de cálcio é . Calcule o Kps para esse sal, nessas condições.
A solubilidade do fosfato de amônio e magnésio é . Calcule o Kps para esse sal duplo, nessas condições.