Sulfetos de ferro(II), cobalto(II) e níquel(II) podem ser separados por dissolução com uma solução de HCl ? Em caso afirmativo, determine a
necessária para dissolver o primeiro sulfeto enquanto os outros são mantidos insolúveis e a
necessária para dissolver o segundo sulfeto enquanto o último é mantido insolúvel. Considere a concentração dos metais superior ou igual a
como indicador de solubilidade; e a concentração de
ou menor como indicador de insolubilidade.
e
. (
podemos separar CoS e Ni ; porém, podemos deixar FeS insolúvel).
Passo 1
O enunciado pergunta se, ao adicionarmos uma certa concentração de HCl, conseguimos dissolver seletivamente cada um dos sulfetos
,
e
, usando como critério de “solúvel” a concentração do metal em solução
,mol/L e como critério de “insolúvel”
,mol/L. Vamos modelar a solubilidade de cada sulfeto em função de
, usando
e as constantes de dissociação de
.
Passo 2
Para um sulfeto genérico
e o produto de solubilidade
As espécies sulfeto em solução estão ligadas por
Num meio bastante ácido ( é
Chamando
, a massa de sulfeto dissolvida é
e, aproximando a soma de todas as espécies de enxofre por
(porque
para
), chega\‐se à relação linear
once
Passo 3
Vamos calcular
para cada sulfeto:
Logo as solubilidades aproximadas são
Passo 4
Para dissolver seletivamente
(primeiro sulfeto) mantendo
e
insolúveis, precisamos:
Isto é
Não existe intervalo de
que satisfaça todas as três condições simultaneamente. Logo não é possível dissolver apenas
deixando
e
insolúveis segundo os critérios dados.
Passo 5
Para dissolver seletivamente
(segundo sulfeto) mantendo
(terceiro) insolúvel, faríamos:
que leva a
outra contradição. Não há intervalo de
para isso.
Passo 6
Conclusão geral: nenhum dos três sulfetos pode ser dissolvido isoladamente com HCl de modo a deixar os outros dois insolúveis, usando como definição tóxica “solúvel”
M e “insolúvel”
M. Em particular não há janela de
para separar FeS de CoS/NiS nem CoS de NiS.
Resposta
Não é possível separar qualquer par de sulfetos
,
e
por dissolução em HCl, segundo os critérios de solubilidade dados.