(Ime 2018) Às vezes deseja-se remover um ou mais íons de uma solução. Para esse fim, agentes precipitantes podem ser empregados em uma técnica conhecida como “precipitação seletiva”, que permite separar íons em solução, devido às diferenças de solubilidade entre seus sais. Após a ação do precipitante, ocorre a deposição, e o precipitado pode ser removido de diversas formas, enquanto os demais íons permanecem em solução. O processo muitas
vezes é conduzido por meio de um rigoroso controle do pH da solução e do emprego de concentrações adequadas do agente precipitante. O íon sulfeto, por exemplo, é muito usado para separar íons metálicos, porque as solubilidades de seus sais estendem-se sobre uma grande faixa.
Considere uma solução em que estão presentes os íons
, a uma concentração
, e
, a uma concentração
. A solução é mantida saturada com sulfeto de hidrogênio a uma concentração
, por meio do borbulhamento contínuo desse gás na solução. Determine o valor máximo da faixa de pH em que é possível separar os dois íons.
Admita:
- constante do produto de solubilidade do
- constante do produto de solubilidade do
- constantes de dissociação iônica do ácido sulfídrico:
vezes é conduzido por meio de um rigoroso controle do pH da solução e do emprego de concentrações adequadas do agente precipitante. O íon sulfeto, por exemplo, é muito usado para separar íons metálicos, porque as solubilidades de seus sais estendem-se sobre uma grande faixa.
Passo 1
Temos na solução os íons
a
e
a
, mais
mantido a
por borbulhamento. Queremos achar a faixa de pH em que há sulfeto suficiente para precipitar
, mas ainda não suficiente para precipitar
. Para isso vamos:
- Expressar
em função de usando as constantes de dissociação de . - Determinar o valor de pH em que
começa a precipitar (i.e.\ ). - Fazer o mesmo para
. - Obter a faixa de pH de separação.
Passo 2
As dissociações de
são
Como
fica constante, temos
Passo 3
Para
a condição de precipitação é
Logo
Igualando a expressão de
:
O numerador é
, então
Passo 4
Para
:
Fazendo igual:
Passo 5
A separação só ocorre com
precipitado e
em solução, ou seja para pH entre o início de precipitação de CuS (≈
) e o de NiS (≈
). A largura máxima dessa faixa é
Resposta
A faixa de pH vai de aproximadamente
até
, com largura máxima de
unidades.