Considere os equilíbrios abaixo:
O Que acontece com a quantidade de COS quando:
É aumentado o pH no sistema.
É aumentado o pH no sistema.
Passo 1
O enunciado dá três equilíbrios químicos (escrevo exatamente como no enunciado):
A pergunta é: o que acontece com a quantidade de
quando o pH do sistema é aumentado?
Informações relevantes dadas:
- Existe um sólido
em equilíbrio com seus íons dissolvidos e . - Há equilibria ácido-base envolvendo
, , e . - A condição a variar é o aumento do pH (ou seja, uma diminuição da concentração de
).
Passo 2
O que significa “aumentar o pH”?
- Por definição,
. - Aumentar o pH implica diminuir a concentração de
, isto é, diminui.
Esse ponto é chave: toda a análise abaixo parte de que o sistema sofre uma redução de.
Passo 3
Princípio usado: Princípio de Le Chatelier (explicação didática).
- Esse princípio diz que, se um sistema em equilíbrio é perturbado (mudança de concentração, pressão, temperatura), o equilíbrio se desloca no sentido de reduzir essa perturbação.
- No nosso caso a perturbação é a queda de
. Então os equilíbrios que produzem ou consomem tenderão a se deslocar para produzir mais (ou menos) conforme necessário para contrariar a mudança.
Vou aplicar isso aos equilíbrios ácido-base dados.
Passo 4
Analisando o equilíbrio
:
- Se
diminui, o equilíbrio tende a se deslocar no sentido que aumenta . - Para aumentar
o equilíbrio se desloca para a direita, gerando e . - Conclusão desta etapa: a queda em
leva à formação adicional de (a partir de ).
Passo 5
Analisando o equilíbrio
:
- Novamente, a diminuição de
faz o equilíbrio deslocar-se para a direita para produzir mais , gerando mais . - Mas esse
adicional pode, por sua vez, ser convertido em pelo equilíbrio do Passo 4. - Portanto o efeito líquido é favorecer formas mais deprotonadas do enxofre: mais
e, especialmente em pH elevado, mais .
Passo 6
Consequence para
:
- Dos Passos 4 e 5 vemos que, ao aumentar o pH (diminuir
), a química ácido-base desloca equilibria para produzir mais . - Resumo:
aumenta quando o pH sobe.
Passo 7
Agora aplico isso ao equilíbrio do sólido
:
- A solubilidade do sal é regulada pelo produto de solubilidade
. Para temos, em forma conceitual,
- Se
aumenta (como vimos), para que o produto volte a igualar o sistema precisa reduzir . - A forma física de reduzir
é que e se recombinem e precipitem como . Em termos do equilíbrio, ele se desloca para a esquerda (formação do sólido).
Passo 8
Interpretação final e nota prática:
- Portanto, quando o pH aumenta, mais
é formado a partir dos equilíbrios ácido-base; esse aumento de favorece a precipitação de (deslocamento para a esquerda do equilíbrio do primeiro equilíbrio). - Resultado prático: aumenta-se a quantidade de
— ou seja, forma-se mais precipitado de cobalto(II) sulfeto — e a concentração de em solução diminui. - Observação: até que ponto precipita depende das quantidades iniciais relativas de
, e do valor do pH; a análise qualitativa acima vale em geral.
Resposta
A quantidade de
aumenta (forma-se mais precipitado).