Considerando-se uma mistura em solução dos íons Mg^2+ e Fe^3+ e se deseja separá-los precipitando-se um deles na forma de hidróxido. Quais as condições para que haja a precipitação do hidróxido de um dos cátions, enquanto o outro permanece em solução?

Passo 1

O enunciado nos dá uma mistura aquosa contendo Mg^2+ e Fe^3+ e pede que precipitemos um dos cátions como hidróxido, mantendo o outro em solução. Para isso vamos usar a teoria de solubilidade de hidróxidos: um hidróxido M(OH)n precipita se a condição
[M^n+],[OH^-]^n > Krm sp,;M(OH)n
for satisfeita, e permanece em solução se
[M^n+],[OH^-]^n < Krm sp,;M(OH)n,

Passo 2

Escrevemos a condição de precipitação em termos de [OH^-]:
para Fe^3+ ( n=3) precipitar como Fe(OH)3 é necessário
[Fe^3+],[OH^-]^3 > Krm sp,Fe(OH)3 Longrightarrow [OH^-] > raiz[3]Krm sp,Fe(OH)3[Fe^3+],,
enquanto para Mg^2+ ( n=2) permanecer em solução devemos ter
[Mg^2+],[OH^-]^2 < Krm sp,Mg(OH)2 Longrightarrow [OH^-] < raizKrm sp,Mg(OH)2[Mg^2+],

Passo 3

Daí o intervalo de [OH^-] em que precipita Fe(OH)3 mas o Mg^2+ fica em solução é
raiz[3]Krm sp,Fe(OH)3[Fe^3+] ;<; [OH^-] ;<; raizKrm sp,Mg(OH)2[Mg^2+],

Passo 4

Para converter em pH definimos
pOHrm Fe =13l(pKrm sp,Fe(OH)3-log[Fe^3+]r), pOHrm Mg =12l(pKrm sp,Mg(OH)2-log[Mg^2+]r),
e como pH=14-pOH o intervalo de pH é
14-pOHrm Mg ;<; pH ;<; 14-pOHrm Fe,

Resposta

Para precipitar somente \mathrm{Mg}^{2+}) em solução, basta ajustar o pH de modo que
e

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