Considere os equilíbrios abaixo:
\begin{aligned} & \mathrm{CoS}_{(\mathrm{s})} \leftrightarrows \mathrm{Co}^{2+}{ }_{(\mathrm{aq})}+2 \mathrm{~S}^{2-}{ }_{(\mathrm{aq})} \\\ & \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S}_{(\mathrm{aq})} \leftrightarrows \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}_{(\mathrm{aq})}+\mathrm{HS}_{(\mathrm{aq})} \\\ & \mathrm{HS}_{(\mathrm{aq})} \leftrightarrows \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}_{(\mathrm{aq})}^{+}+\mathrm{S}^{2-}{ }_{(\mathrm{aq})} \end{aligned}
O Que acontece com a quantidade de COS quando:
Diminui o pH no sistema

Passo 1

O enunciado pergunta exatamente: “O que acontece com a quantidade de \mathrm{CoS} quando diminui o pH no sistema?”
As informações fornecidas são os três equilíbrios (vou escrevê‑los com as cargas explícitas para ficar claro):
\mathrm{CoS_{(s)}} \rightleftharpoons \mathrm{Co^{2+}_{(aq)}} + 2\,\mathrm{S^{2-}_{(aq)}}
\mathrm{H_2S_{(aq)}} \rightleftharpoons \mathrm{H_3O^{+}_{(aq)}} + \mathrm{HS^{-}_{(aq)}}
\mathrm{HS^{-}_{(aq)}} \rightleftharpoons \mathrm{H_3O^{+}_{(aq)}} + \mathrm{S^{2-}_{(aq)}}
A única pergunta a responder é o efeito de uma diminuição do pH (ou seja, aumento da concentração de \mathrm{H_3O^+}) sobre a quantidade de \mathrm{CoS_{(s)}}.

Passo 2

Vamos entender passo a passo os conceitos que precisamos aplicar — explico devagar como se estivéssemos na prova:
  1. O que significa “diminuir o pH”?
    • Diminuir o pH quer dizer aumentar \,[\mathrm{H_3O^+}]. Em palavras: mais ácido no meio.
  2. Princípio de Le Châtelier (versão curta e prática):
    • Se um sistema em equilíbrio é perturbado (por ex. aumentando a concentração de alguma espécie), o equilíbrio desloca‑se no sentido de reduzir essa perturbação. Ou seja, o sistema “tenta” consumir o que foi aumentado e produzir o que foi diminuído.
  3. Como o aumento de \,[\mathrm{H_3O^+}] afeta as reações ácido–base dadas?
    • Para a reação \mathrm{H_2S} \rightleftharpoons \mathrm{H_3O^+} + \mathrm{HS^-}: se [\mathrm{H_3O^+}] aumenta, o equilíbrio desloca‑se para a esquerda — isto é, forma‑se mais \mathrm{H_2S} e consome‑se \mathrm{HS^-}.
    • Para a reação \mathrm{HS^-} \rightleftharpoons \mathrm{H_3O^+} + \mathrm{S^{2-}}: se [\mathrm{H_3O^+}] aumenta, esse equilíbrio também desloca‑se para a esquerda — forma‑se mais \mathrm{HS^-} e consome‑se \mathrm{S^{2-}}.
Resumo prático até aqui: ao aumentar a acidez, as formas mais protonadas do enxofre predominam — ou seja, \mathrm{S^{2-}} será protonado em \mathrm{HS^-} e, em maior acidez, em \mathrm{H_2S}. Assim [\mathrm{S^{2-}}] diminui.

Passo 3

Agora relacionamos isso com o equilíbrio da dissolução de \mathrm{CoS_{(s)}}. Escrevemos as etapas de protonação e somamos com a dissolução para ver o efeito global.
As duas protonações (soma) podem ser escritas assim:
\mathrm{S^{2-}_{(aq)}} + 2\,\mathrm{H_3O^{+}_{(aq)}} \rightleftharpoons \mathrm{H_2S_{(aq)}} + 2\,\mathrm{H_2O_{(l)}}
(isto é soma das duas reações de protonação: \mathrm{S^{2-}} \to \mathrm{HS^-} \to \mathrm{H_2S}.)
Somando com a dissolução de \mathrm{CoS}:
\mathrm{CoS_{(s)}} \rightleftharpoons \mathrm{Co^{2+}_{(aq)}} + \mathrm{S^{2-}_{(aq)}}
somando as equações (a de dissolução e a de protonação), cancelam \mathrm{S^{2-}} e obtemos a reação global (net):
\mathrm{CoS_{(s)}} + 2\,\mathrm{H_3O^{+}_{(aq)}} \rightleftharpoons \mathrm{Co^{2+}_{(aq)}} + \mathrm{H_2S_{(aq)}} + 2\,\mathrm{H_2O_{(l)}}
Interpretação desta reação global: \mathrm{H_3O^+} consome \mathrm{S^{2-}} convertendo‑o em \mathrm{H_2S}. Isso reduz [\mathrm{S^{2-}}] livre no equilíbrio da dissolução. Pelo princípio de Le Châtelier, se um dos produtos ( \mathrm{S^{2-}}) é removido/consumido, o equilíbrio da dissolução desloca‑se para a direita para repor \mathrm{S^{2-}}. Ou seja, mais \mathrm{CoS_{(s)}} se dissolve formando \mathrm{Co^{2+}} e o enxofre protonado ( \mathrm{H_2S}).

Passo 4

Consequências práticas e observações úteis para a prova (como responder curtos e corretos):
  • Diminuição do pH (aumento de [\mathrm{H_3O^+}]) provoca protonação de \mathrm{S^{2-}} \mathrm{HS^-} \mathrm{H_2S}.
  • Isso remove \mathrm{S^{2-}} da solução, deslocando o equilíbrio de \mathrm{CoS_{(s)}} para a direita.
  • O resultado é aumento da solubilidade de \mathrm{CoS}: mais \mathrm{CoS} sólido se dissolve, aumentando [\mathrm{Co^{2+}}] e gerando \mathrm{H_2S} (que em solução ácida pode até escapar como gás, o que impulsiona ainda mais a dissolução).
Pequeno comentário de incentivo: é exatamente esse tipo de raciocínio por somar equações e aplicar Le Châtelier que cai muito na prova — você já está no caminho certo ao pensar em consumo de \mathrm{S^{2-}} por \mathrm{H_3O^+}.

Passo 5

Como responder de forma direta numa prova: escreva a equação global (mostra que você entendeu) e a conclusão curta.
Equação global (útil na resposta):
\mathrm{CoS_{(s)}} + 2\,\mathrm{H_3O^{+}_{(aq)}} \rightleftharpoons \mathrm{Co^{2+}_{(aq)}} + \mathrm{H_2S_{(aq)}} + 2\,\mathrm{H_2O_{(l)}}
Conclusão direta: menos sólido de \mathrm{CoS} permanece — a solubilidade de \mathrm{CoS} aumenta quando o pH diminui.

Resposta

A quantidade de \mathrm{CoS_{(s)}} diminui — ou seja, \mathrm{CoS} se dissolve mais (a solubilidade aumenta), formando \mathrm{Co^{2+}} e \mathrm{H_2S}.

Exercícios relacionados