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
Passo 1
Vamos lá! Você tem uma solução com íons ferrosos (
) e manganosos (
), cada um na concentração de
. A pergunta é sobre separar esses íons por precipitação de sulfeto (
) e descobrir em que pH cada um começa a se precipitar. Para resolver isso, vamos usar o conceito de produto de solubilidade (
) e entender como o pH influencia na precipitação dos sulfetos.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é o produto de solubilidade (
). Ele indica o quanto de um sal pode se dissolver em água antes de começar a formar um precipitado. Quando o produto das concentrações dos íons em solução ultrapassa o
, ocorre a precipitação.
Passo 3
A reação de precipitação dos sulfetos para cada íon é:
Nosso objetivo é encontrar o pH em que a concentração de
é suficiente para que cada uma dessas reações comece a ocorrer.
Passo 4
Sabemos que:
Então, para encontrar a concentração de
necessária para a precipitação, rearranjamos a equação:
Vamos calcular isso para
e
.
Passo 5
Para
:
Para
:
Passo 6
Agora, sabemos que
está relacionado ao
pela equação da água:
Mas como estamos lidando com
, precisamos considerar a reação com água para formar
e
:
O equilíbrio dessa reação está relacionado ao pH da solução.
Passo 7
Para simplificar, podemos assumir que a formação de
depende diretamente do pH. Quanto mais básico o pH, mais
estará presente, facilitando a formação de
.
Portanto, para encontrar o pH em que cada sulfeto começa a precipitar, podemos utilizar a relação:
E considerando que
.
Passo 8
Vamos calcular o pH para cada caso usando a concentração de
encontrada:
Para
:
Para
:
Assumindo que
(uma simplificação para facilitar o cálculo):
Passo 9
Calcular o pH:
Para
:
Isso não faz sentido fisicamente, indicando que
não precipita em condições normais de pH.
Para
:
Resposta
A precipitação do sulfeto de manganês (
) começa a ocorrer a pH aproximadamente 3,4, enquanto o sulfeto de ferro (
) não precipita em condições normais de pH. Portanto, a separação dos íons
e
por precipitação de sulfeto não é viável.
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por precipitação como sulfeto.
Em que pH o íon que forma o sulfeto menos solúvel estará quantitativamente precipitado? .
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.
É possível efetuar tal separação? (No pH de precipitação do MnS , o
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?
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. Calcule o Kps para esse sal, nessas condições.