Sulfetos de cobre(II) e cádmio podem ser separados por precipitação fracionada? Sulfetos de manganês(II) e níquel(II) podem ser separados por precipitação fracionada? Assuma que cada cátion está presente à uma concentração inicial de 0,10 mol / L, a concentração de H3 O^+é mantida com um sistema tampão e a solução é saturada com H2 S KPS CdS=8,0 times 10^-27 ; KPS CUS =6,3 times 10^-36 ; KP S MnS=2,5 times 10^-13 ; KP S NiS=3,2 times 10^-19, H2 S Ka 1=1,1 times 10^-7 e Ka 2=1,0 times 10^-14. (R= CdS e CuS e MnS e NiS podem ser separados)

Passo 1

O enunciado pede para avaliar se, ao adicionar H2S a uma solução tampão contendo separadamente pares de cátions Cu^2+/ Cd^2+ e Mn^2+/ Ni^2+, cada um a 0,10 mol/L, ocorre precipitação fracionada — isto é, se um dos sulfetos precipita bem antes do outro. Vamos usar o conceito de produto de solubilidade ( KPS) e a condição de precipitação
[S^2-]mín ;=;KPS[M^2+]!0 í
para cada metal.

Passo 2

Como todos os cátions estão a 0,10 mol/L, a concentração mínima de S^2- que inicia a precipitação de cada sulfeto é
[S^2-]mín ;=;KPS0,10 í
Calculando para cada composto:
[S^2-]mín(CuS) =6,3times10^-360,10=6,3times10^-35 í
[S^2-]mín(CdS) =8,0times10^-270,10=8,0times10^-26 í
[S^2-]mín(NiS) =3,2times10^-190,10=3,2times10^-18 í
[S^2-]mín(MnS) =2,5times10^-130,10=2,5times10^-12 í

Passo 3

Comparemos primeiro CuS e CdS:
[S^2-]mín(CuS) =6,3times10^-35 ll [S^2-]mín(CdS) =8,0times10^-26 íí
A diferença de quase 9 ordens de magnitude significa que, ao se aumentar gradualmente [S^2-], primeiro todo o Cu^2+ precipita como CuS antes que qualquer CdS comece a se formar. Logo, sim, Cu^2+ e Cd^2+ podem ser separados por precipitação fracionada.

Passo 4

Agora NiS versus MnS:
[S^2-]mín(NiS) =3,2times10^-18 ll [S^2-]mín(MnS) =2,5times10^-12 íí
Aqui a diferença é de cerca de 6 ordens de magnitude, o que também garante que o Ni^2+ precipita totalmente como NiS antes de o MnS começar a se formar. Logo, Mn^2+ e Ni^2+ também podem ser separados.

Resposta

Sim. Tanto Cu^2+ e Cd^2+ quanto Mn^2+ e Ni^2+ podem ser separados por precipitação fracionada de seus respectivos sulfetos, pois as concentrações críticas de S^2- diferem em várias ordens de magnitude em cada par.

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