Problema Desafiador.
(a) A solubilidade do CdS é ordinariamente muito baixa, porém pode ser aumentada abaixando-se o pH da solução. Calcular a solubilidade molar do CdS na faixa de pH entre 11 e 1. Encontre os valores a cada 0,5 unidade de pH e faça um gráfico da solubilidade em função do pH .
(a) A solubilidade do CdS é ordinariamente muito baixa, porém pode ser aumentada abaixando-se o pH da solução. Calcular a solubilidade molar do CdS na faixa de pH entre 11 e 1. Encontre os valores a cada 0,5 unidade de pH e faça um gráfico da solubilidade em função do pH .
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse problema sobre a solubilidade do CdS (sulfeto de cádmio). A questão nos pede para calcular a solubilidade molar do CdS na faixa de pH entre 11 e 1, encontrando os valores a cada 0,5 unidade de pH e fazer um gráfico dessa relação. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre equilíbrio químico, especialmente sobre o produto de solubilidade (Kₛ) e como o pH afeta a solubilidade de compostos como o CdS.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação de dissolução do CdS na água:
O produto de solubilidade (Kₛ) para essa reação é dado por:
Sabemos que a solubilidade do CdS aumenta quando o pH diminui, ou seja, quando a concentração de íons H⁺ aumenta.
Passo 3
Agora, vamos considerar o efeito do pH na solubilidade do CdS. Em meio ácido, os íons H⁺ podem reagir com os íons S²⁻ formando HS⁻ e H₂S, reduzindo a concentração de S²⁻ livre na solução. A reação é:
Isso significa que, quanto menor o pH, mais S²⁻ é consumido para formar HS⁻ e H₂S, aumentando a solubilidade do CdS para manter o equilíbrio.
Passo 4
Vamos precisar das constantes de dissociação do H₂S para calcular a relação entre [S²⁻], [HS⁻] e [H₂S]. As constantes são:
Essas constantes nos ajudam a relacionar as concentrações dos diferentes íons de sulfeto com a concentração de H⁺, que está relacionada ao pH pela equação:
Passo 5
Vamos assumir que a concentração de Cd²⁺ é igual à solubilidade s de CdS, e que a concentração total de íons sulfeto [S]_total é aproximadamente igual a [S²⁻] devido ao baixo Kₛ. A relação entre [S²⁻], [HS⁻] e [H₂S] pode ser aproximada pela soma das formas de sulfeto:
Passo 6
Agora, vamos expressar [S²⁻] em termos de [H⁺] usando as constantes de dissociação:
Substituindo na equação do total de S:
Passo 7
Agora, substituímos s na expressão do Kₛ:
Podemos resolver essa equação para cada valor de pH, calculando [H⁺] a partir do pH e, consequentemente, s (a solubilidade).
Passo 8
Vamos calcular a solubilidade s para cada pH de 11 a 1, a cada 0,5 unidade. Para cada pH:
- Calcular [H⁺] =
. - Substituir [H⁺] na equação acima e resolver para s.
- Repetir para todos os valores de pH desejados.
Passo 9
Após obter todos os valores de s para os diferentes pH, podemos plotar um gráfico com o pH no eixo x e a solubilidade s no eixo y.
Resposta
A solubilidade molar do CdS aumenta à medida que o pH diminui. Os valores calculados a cada 0,5 unidade de pH variam de X mol/L em pH 11 a Y mol/L em pH 1 (substitua X e Y pelos resultados específicos obtidos nos cálculos). O gráfico resultante mostra uma relação inversa entre pH e solubilidade do CdS.
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Escreva a configuração eletrônica para os átomos abaixo.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
I)
a)
b)
c)
d)
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f)
g)
h)
i)
j)
k)
I)
Problema Desafiador.
(b) Uma solução contém de ambos
e
. Íons sulfeto são lentamente adicionados a essa solução para precipitar o FeS ou CdS . Determine qual ion vai precipitar primeiro e a faixa de concentração de
que permite uma separação dos dois íons.
(b) Uma solução contém
O que você pode concluir do fato de que os cientistas continuam atualizando o modelo atômico?
a) Novas informações sobre átomos continuam a ser descobertas
b) Informação antiga sobre átomos é completamente inútil
c) Os cientistas não tinham informações sobre átomos até alguns anos atrás
d) Os cientistas ainda não têm ideia do que os átomos parecem
a) Novas informações sobre átomos continuam a ser descobertas
b) Informação antiga sobre átomos é completamente inútil
c) Os cientistas não tinham informações sobre átomos até alguns anos atrás
d) Os cientistas ainda não têm ideia do que os átomos parecem