Se o Kps do sulfeto de prata
é
em água pura, como o Kps mudaria se a solução contiver
de NaCl ? Explique o conceito de efeito do íon comum.
5) Em um laboratório de química analítica, deseja-se separar seletivamente os cátions
e
de uma solução aquosa utilizando precipitação com íons sulfeto (
). Sabe-se que a solubilidade dos sulfetos desses metais depende fortemente do
da solução, conforme as seguintes constantes do produto de solubilidade (Kps):
- ZnS:
- CuS:
O ín sulfeto provém da dissociação do
, que apresenta as seguintes constantes de dissociação:
-
-
A) Determine o pH máximo para que
comece a precipitar.
B) Determine o pH mínimo para que
precipite sem precipitação simultânea de CuS.
C) Explique, com base nas equações de equilíbrio, como opH influencia a precipitação seletiva desses íons.
5) Em um laboratório de química analítica, deseja-se separar seletivamente os cátions
A) Determine o pH máximo para que
B) Determine o pH mínimo para que
C) Explique, com base nas equações de equilíbrio, como opH influencia a precipitação seletiva desses íons.
Passo 1
Resumindo, a questão
pede o que acontece com o valor do produto de solubilidade (Kps) de
quando se adiciona
,mol/L – em particular, se o Kps muda e por quê (efeito do íon comum). A questão
aborda a precipitação seletiva de
e
com
proveniente de
. Para isso precisamos:
para (A) e (B), relacionar a concentração crítica de
que inicia a precipitação com o pH via as constantes de dissociação de
;
para (C), entender como o pH desloca os equilíbrios de
.
Passo 2
O produto de solubilidade termodinâmico
depende apenas da temperatura e da química intrínseca do sal. Ele não varia se eu adicionar outro sal, mesmo que solte um “íon comum”. Assim, mesmo em presença de
,mol/L de
, o valor de
continua o mesmo.
Passo 3
O efeito do íon comum refere-se à diminuição da solubilidade de um sal quando se adiciona um dos íons já presentes no equilíbrio de dissolução. No caso de
:
se eu adicionar
, formam-se sólidos de
e cai
, o que faz o equilíbrio acima “retroceder” e diminui a solubilidade de
. Mas o
continua fixo.
Passo 4
Para a precipitação de
precisamos que
Logo a concentração crítica de
é
Como
dissocia em duas etapas
temos em regime estacionário, aproximando
constante:
Igualando a
e isolando
:
Passo 5
De modo análogo, para
a condição de precipitar sem que
também o faça é que
A partir do mesmo raciocínio de equilibrar com
, obtemos
Passo 6
O pH controla a fração de
livre, pois à medida que
cai, mais
se converte em
e
. Como
tem
muito menor que
, basta uma concentração de
menor (isto é, um pH menos alto) para iniciar a precipitação de
. Para separar, ajustamos o pH entre o valor em que
começa a precipitar (
) e aquele em que
precipita (
), garantindo que no intervalo só saia
.