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
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma solução com
mol/L de íons
e
. A gente está adicionando íons sulfeto (
) aos poucos para ver qual dos dois íons vai formar um sólido (precipitar) primeiro. Para resolver isso, vamos precisar entender sobre o produto de solubilidade (
) que indica a tendência de um sal se dissolver ou precipitar na água.
Passo 2
Primeiro, vamos ver os valores de
para os dois sulfetos:
- FeS (Sulfeto de Ferro II):
- CdS (Sulfeto de Cádmio II):
Esses valores nos dizem quão fácil ou difícil é para esses compostos se dissolverem na água. Quanto menor o
, mais difícil é para o sal se dissolver, ou seja, ele tende a precipitar mais facilmente.
Passo 3
Para saber qual íon vai precipitar primeiro, usamos a fórmula do produto de solubilidade:
Quando
alcança o
, começa a formar o sólido.
Vamos calcular a concentração de
necessária para precipitar cada sulfeto:
Para FeS:
Para CdS:
Passo 4
Comparando as concentrações de
:
- FeS precipita quando
mol/L - CdS precipita quando
mol/L
Como
, o CdS vai precipitar primeiro, já que precisa de uma concentração muito menor de
para começar a formar o sólido.
Passo 5
Agora, para separar os dois íons, queremos que
seja suficiente para precipitar o CdS mas ainda não o FeS. Isso significa que a concentração de
deve estar entre
mol/L e
mol/L.
Resposta
O íon
precipita primeiro, e a concentração de
deve estar entre
mol/L e
mol/L para separar os dois íons.