, e
, possuem valores de
muito próximos. Compare a solubilidade destes dois compostos em (a) água pura e (b)
. (c) A partir dos resultados, proponha um processo para separar os dois cátions.
Passo 1
O enunciado pede para comparar a solubilidade em mol
de
e
em (a) água pura e (b) solução
,mol
de HCl, sabendo
e
. Em (c) deve-se propor um método de separação baseado nessas solubilidades. Vamos usar as expressões de produto de solubilidade e, em meio ácido, levar em conta a protonação do
.
Passo 2
Solubilidade em água pura.
Para a dissolução é
Para
logo, se a solubilidade molar for
, então
e
.
O produto de solubilidade é
O produto de solubilidade é
Para
a dissolução é
logo, se a solubilidade molar for
, então
e
.
O produto de solubilidade é
O produto de solubilidade é
Passo 3
Cálculo numérico em água pura:
Para :
Para
Para
:
Passo 4
Solubilidade em
,mol,
de HCl.
Em meio fortemente ácido o é protonado segundo
Em meio fortemente ácido o
com
, ou seja
.
Em ,mol,
temos
Em
A quase totalidade do enxofre está em
, e se a solubilidade “química” do sal for
, então a massa de sulfeto total dissolve como
(com
ou
conforme o sal) e
.
Passo 5
Cálculo numérico em HCl
,M:
Para
:
,
.
Para
:
,
.
Passo 6
Proposta de separação de
e
a partir de sulfetos:
Adicione HCl ,M ao sólido misto. O
se dissolve (
,M) enquanto o
praticamente não se dissolve (
,M). Filtre para separar o sólido rico em Ag. A solução contém
, que se pode recuperar reprecipitando
por acréscimo de
ou ajustando o pH para alcalino.
Adicione HCl
Resposta
(a) Em água pura
,mol,
,mol,
(b) Em
,M HCl
,mol,
,mol,
(c) Separe por lixiviação ácida: em HCl
,M, filtrar o sólido (contendo
), deixando
em solução, e depois precipitar
.