Aula5 Precipitação e Solubilidade

39 

Full text

(1)

Aula 05

Profa. Dra. Maria de Lourdes Leite de Moraes

(2)

Equilíbrio Equação

Constante de Equilíbrio

Tipos de Equilíbrio

MyAx Mx+ + Ay- Ks, Produto de solubilidade

Solubil

idade

AgCl Ag

+

+ Cl

- Ks = [Ag+] [Cl-] = 1,6x10-10

AgCl

AgBr Ag

+

+ Br

- K

s = [Ag+] [Br-] = 5,0x10-13

AgBr

AgI Ag

+

+ I

- K

s = [Ag+] [I-] = 8,5x10-17

(3)

EQUILÍBRIO DE SOLUBILIDADE

H

2

O

M

x

A

y

Sal pouco solúvel

M

x

A

y x

M

y+

+

y

A

x-

K

s M

=

xAy

[M

y+

] [A

x x-

]

y

Num determinado meio e a uma dada temperatura

Uma reação química se processa se for possível a formação de um

precipitado

ou uma substância menos solúvel que os reagentes.

É uma susbtância insolúvel no meio.

É uma susbtância que atingiu o Ks ou Kps.

Keq = [M

y+] [Ax x-] y

[MxAy]

Sólido cte.

Keq . [MxAy]

cte. = Ks xxxx xxxx

M

x

A

y

sem se dissolver

.

.

.

.

.

.

Alguns íons My+ Ax-

.

.

(4)

Então:

“Uma susbtância precipita quando o K

s

é alcaçado. A

precipitação é tanto mais fácil quanto menor for o K

s”

.

Só tem sentido falar em K

s

para sais pouco solúveis.

SOLUBILIDADE (S):

de soluto que pode ser dissolvida numa

quantidade pré-fixada de solvente numa

dada temperatura.

É a máxima quantidade

NaCl

Totalmente solúvel em H2O

grande qtidade. de íons Na+ Cl-

Sal insolúvel xxxx xxxx

.

.

.

.

.

.

Alguns íons My+ Ax-

H2O

Pode ser expressa em g/L, mol/L

ou m

soluto

/100 g solvente.

Quanto menor a solubilidade menor será o K

s

.

NaCl

360 g/L

KClO

3

80 g/L

AgCl

0,0018 g/L

Ag

2

CrO

4

0,0430 g/L

Ex.

(25oC

em H2O)

solúveis.

(5)

Determinação e significado numérico do K

s

Na equação do equilíbrio da dissociação tem-se:

1 1 1

AgCl

Ag

+

+ Cl

-

S S S

Logo em solução:

[Ag

+

] = [Cl

-

] = S = 1,26 x 10

-5

mols/L

1 L H

2

O

AgCl

(10,0000 g)

Filtração, secagem e pesagem

da massa não dissolvida

9,9982 g

Logo: 0,0018 g/L foram disssolvidos

1

Então:

[AgCl]

dissolvida

= S =

0,0018 g/L

143,3 g/mol

S

AgCl

= 1,26 x 10

-5

mols/L

mdissolvida/L

Massa molar

Solubilidade

22

(6)

Observe que o K

s

tem uma relação direta com a solubilidade (S).

[AgCl]

solução

= S = [Ag

+

]= [Cl

-

]

Então para o AgCl:

K

s

= [Ag

+

][Cl

-

] = S

x

S = S

2

S

AgCl

= K

s

Como 0,0430 g foram dissolvidos em 1 L de H

2

O, tem-se:

[Ag

2

CrO

4

]

solução

=

0,0430 g/L

331,8 g/mol

S = 1,3 x 10

-4

mols/L

Ag2CrO4

JRM2007

2

Pesagem = 10,0000 g de Ag

2

CrO

4

Dissolução = 1 L de H

2

O

Filtração, secagem e pesagem = 9,9570 g

m = 10,0000 g - 9,9570 g = 0,0430 g

Ag

2CrO4 solução

(sólido retido no filtro)

(7)

Na equação do equilíbrio da dissociação tem-se:

Logo em solução:

[Ag

+

] = 2S = 2

x

1,3 x 10

-4

mols/L

[CrO

42-]

= S = 1,3 x 10

-4

mols/L

1 2 1

Ag

2

CrO

4

2 Ag

+

+ CrO

42-

S 2 S S

Então: K

s

=

[Ag

+

]

2

[CrO

42-

] = (2,6 x 10

-4

)

2

(1,3 x 10

-4

)

= 8

,8 x 10

-12

K

s

= [Ag

+

]

2

[CrO

42-

] = (2S)

2 x

(S) = 4S

3

 S =

3

K

s

/4

(8)

Apesar do K

s

ser < que o K

s

o Ag

2

CrO

4

é mais

solúvel, ou seja,

Ag2CrO4 AgCl

Conclusão: Só se pode comparar K

s

de espécies de

mesmas fórmulas estequiométricas.

Pergunta-se: Qual sal é mais insolúvel Ag

2

CrO

4

ou AgCl?

Composto

K

S

Ag

2

CrO

4

8,8 x 10

-12

AgCl

1,56 x 10

-10

Solubilidade (mol/L)

(9)

VALORES DAS CONSTANTES DOS PRODUTOS DE SOLUBILIDADE À 25oC

Ks

Equilíbrio de solubilidade Equilíbrio de solubilidade Ks Equilíbrio de solubilidade Ks

(10)

Para saber qual sal é mais solúvel ou insolúvel

deve-se determinar a sua solubilidade (S)

Alguns tipos comuns de expressões de produto de solubilidade

FÓRMULA EQUILÍBRIO DE SOLUBILIDADE EXPRESSÃO PARA Kps

s, a solubilidade molar, é a concentração molar na solução saturada do soluto dissolvido na forma dos íons que são os produtos da reação do equilíbrio de solubilidade.

OBS.: K

s

é um número muito pequeno, não tem sentido falar

em K

s

para substâncias solúveis.

(11)

Em termos qualitativos: A partir das regras de solubilidade

pode-se dizer se uma substância é solúvel ou insolúvel.

a) Sais derivados de ácidos fortes, em geral, são solúveis

HCl, H

2

SO

4

, HNO

3

,

HI, HBr,

HClO

4

,

H

2

MnO

4

, HMnO

4 ...

 Todos os nitratos são solúveis

Certos sulfatos são insolúveis: Ba

2+

, Sr

2+

, Pb

2+

, Ca

2+

, Ag

+

, Hg

22+

(são poucos solúveis)

Cl

-

, Br

-

, I

-

, em geral são solúveis

Exceções: Cl

-

/Br

-

: Ag

+

, Hg

22+

, Pb

2+

I

-

: Ag

+

, Hg

22+

, Pb

2+

,

Hg

2+

, Cu

+

Cu

2+

+ 2 I

-

CuI

2 (marrom)

2 CuI

2

Cu

2

I

2

+ I

2 (branco)

Hg

2+

+ 2 I

-

HgI

2 (coral)

HgI

2

+ 2I

[HgI

4

]

2- (S. L. T. incolor)

ClO

4-

: são solúveis, exceto os de K

+

e NH

4+

 Os fluoretos são insolúveis, exceto: Ag

+

, NH

(12)

d) Os hidróxidos, em geral, são insolúveis. Os hidróxidos de NH

4+

e

dos metais alcalinos são solúveis. Ca(OH)

2

, Sr (OH)

2

, e Ba (OH)

2

são

moderadamente solúveis.

b) Sais derivados de ácidos fracos, em geral, são insolúveis

HCN, H

2

CO

3

, H

2

S,

H

3

BO

3

,

H

3

PO

4 ...

CN- é agente

complexante

Fe2+ + 2 CN- Fe(CN) 2

Fe(CN)2 + 4 CN- [Fe(CN) 6]4-

c) Os sais de metais alcalinos, na sua maioria, são solúveis

e)

Os hidrogenosais são todos solúveis.

OBS.: Os fosfatos são insolúveis exceto de NH

4+

e dos Me (alcalinos).

Os sulfetos de metais alcalinos terrosos são solúveis.

Os acetatos e nitritos são solúveis, aqueles formados com Ag

+

(13)

EFEITO DE OUTROS ÍONS NA SOLUBILIDADE

Considerando um sal moderadamente solúvel:

1 L H

2

O

PbCl

2

a)

1 L H

2

O contendo

0,1 mol de Pb

2+

PbCl

2

b)

Em qual situação o

PbCl

2

é mais solúvel?

PbCl

2

Pb

2+

+ 2 Cl

-(H

2

O pura)

PbCl

2

Pb

2+

+ 2 Cl

-

(H

2

O com Pb

2+

)

(14)

Determine a solubilidade molar do PbCl

2

(K

s

= 1,6x10

-5

)

a) H

2

O pura ; b) Em solução que tem Pb(NO

3

)

2

0,1 M.

a) H

2

O pura:

K

s

= [Pb

2+

][Cl

-

]

2

= (S)

x

(2S)

2

= 4S

3

1,6x10

-5

S =

3

1,6x10

-5

/4

S = 1,6x10

-2

mols/L

b)

PbCl

2

Pb

2+

+ 2 Cl

-Início 0 0,1 M 0 Adição (PbCl2) S 2S (0,1+S) 2S

K

s

= [Pb

2+

][Cl

-

]

2

= 1,6x10

-5

= (0,1+S)x(2S)

2

= (0,1)x(2S)

2

= 0,4S

2

S <<<0,1 M

S = 6,0x10

-3

mols/L

(15)

A solubilidade molar do MgF

2

é 1,2

x

10

-3

mol/L em H

2

O pura a 25

o

C.

Calcule a solubilidade molar do MgF

2

em solução de NaF 0,1 M à

25

o

C. Dado: K

s

=6,4 x10

-9

Ex. 2

NaF

(s)

Na

+

+ F

0,1M 0,1M 0,1M

H2O (completa)

MgF

2

Mg

2+

+ 2 F

-Início 0 0,1

Adição de MgF2 S 2S

S (0,1 + 2S)

S <<<0,1 M

(0,1+2S)2x(S) =

6,4

x

10

-9

(0,1)2x(S) =

6,4 x10

-9

S =

6,4

x

10

-7

(16)

FORMAÇÃO DE PRECIPITADOS A PARTIR DE SOLUÇÕES

Ex. 1- 100 mL de solução de Na

2

SO

4

0,00075 M é misturado com 50 mL

de solução de BaCl

2

0,015 M. Ocorrerá a formação de um ppt.?

Dado: K

s

(BaSO

4

)

=1,1 x10

-10

a) Qual o número de mols de cada soluto?

(17)

 = M

x

V(L) =

0,00075 x 0,1 = 7,5x10

-5

mols

Na2SO4

 =

0,015 x 0,05 = 7,5x10

-4

mols

BaCl2

[Na

2

SO

4

]

= =

7,5x10

5x10

-4

mol/L

-5 mols

0,15 L

[BaCl

2

]

= =

5x10

-3

mol/L

7,5x10-4 mols

0,15 L

Na

2

SO

4

2 Na

+

+ SO

42-

H2O 100%

5x10-4 2x5x10-4 1x5x10-4

BaCl

2

Ba

2+

+ 2 Cl

-

H2O 100%

5x10-3 1x5x10-3 2x5x10-3

Para que ocorra a pptação é

necessário que o produto

das [ ]s (Q

s

) das espécies

envolvidas seja > que o K

s.

Logo, ocorrerá

a pptação do BaSO

4

Q

s

> Ks

Q

s

= 5x10

-4

x

5x10

-3

= 2,5 x10

-6

(18)

Ex. 2- Qual a [Ba

2+

] necessária para iniciar a pptação do BaSO

4

numa

solução que é 0,0015 M em Na

2

SO

4

? Dado: K

s

(BaSO

4

)

=1,1 x10

-10

A pptação do BaSO

4

ocorre a partir do momento em que:

Q

s

seja exatamente igual a

K

s

1,1

x

10

-10

[Ba

2+

] [SO

42-

] =

1,1 x10-10

[Ba

2+

] = = =

7,3 x10-8 M

[SO

42-

]

1,1 x10-10

0,0015 M 1,1 x10-10

Satisfaz o Ks

Então para iniciar a pptação do BaSO4 é necessário que [Ba2+]seja > 7,3 x10-8 M

Ex3.) Suponha que um analista farmacêutico, empregando NaCl, pretende recuperar prata por precipitação como AgCl a partir de um composto solúvel de prata empregado para o tratamento

de micose. Qual a [Cl-] é necessária para diminuir a [Ag+] à 1x10-9 M?

Ag+ + Cl- AgCl Ks = [Ag+ ][Cl-] = 1,8x10-10

Então: [Cl-] = 1,8x10-10/1x10-9 = 0,18 M

(19)
(20)

Ex.

2-Adição lenta de Ag+

Cl- 0,001 M

Br- 0,001 M

I- 0,001 M

1,6x10-10 5x10-13 8,5x10-17

AgCl AgBr AgI Ks

a) Calcule a [Ag+] necessária para iniciar a pptação de cada AgX.

b) Calcule a % de I- ppt ao se atingir o Ks do AgBr.

(21)

a) [Ag+] necessária para iniciar a pptação de cada X- será:

[Ag+] = Ks/[X-]

iii) I-  [Ag+] 8,5x10-14

i) Cl-  [Ag+] 1,6x10-7

ii) Br-  [Ag+] 5x10-10

Para atingir o Ks do AgBr a [Ag+] = 5x10-10 M

[I-]

solução = Ks/[Ag+]Br = 8,5x10-17/5x10-10 = 1,7x10-7 M, portanto,

b) % de I- ppt. ao se atingir o Ks do AgBr.

0,017% I- não pptou.

ou está na solução %Isolução = [I

-]

solução

[I-]

inicial

1,7x10-7

0,001

= x100

c) %I- e a %Br- ppt ao se atingir o Ks do AgCl. Ao atingir o Ks do AgCl a [Ag+] = 1,6x10-7 M.

Usando o mesmo raciocínio: %I

-solução = 0,000053% ;

%Br

-solução = 0,31%

(22)

2-CONCENTRAÇÃO DE ÍONS APÓS PRECIPITAÇÃO

Em análise quali ou quantitativa considera-se que uma

precipitação foi completa qdo a C

final

do íon, que está

sob determinação, atingir 10

-5

à 10

-6

M ou também qdo

C

final

0,001C

inicial

. Em outras palavras, 99,9% da

quantidade original do referido íon deve estar no

precipitado.

Se

C

final

0,001C

inicial

(23)

a) Qual é a [CO

32-

] quando cada cátion (Ag

+

, Ba

2+

e Sr

2+

):

i) Começa a precipitar?

ii) está completamente precipitado?

b) Qual dos cátions está completamente separado dos

outros por pptação fracionada e quais não estão?

Adição lenta de Na2CO3

[AgNO3] = 1,0x10-3 M

[Ba(NO3)2] = 4,0x10-5 M

[Sr(NO3)2] = 3,5x10-2 M

a) [CO

32-

] necessária para iniciar a pptação de cada cátion:

Ag

2

CO

3

: Ks = 8,1x10

-12

= [Ag

+

]

2

[CO

32-

] = (1,0x10

-3

)

2

[CO

32-

]

[CO

32-

] = 8,1x10

-6

M

BaCO

3

: Ks = 5,1x10

-9

= [Ba

2+

] [CO

32-

] = 4,0x10

-5

[CO

32-

]

[CO

32-

] = 1,3x10

-4

M

SrCO

3

: Ks = 1,1x10

-10

= [Sr

2+

] [CO

32-

] = 3,5x10

-2

[CO

32-

]

[CO

32-

] = 3,1x10

-9

M

(24)

b) [CO32-] necessária para a pptação completa de cada cátion

(substitua Cfinal = 0,001Cinicial na expressão do Ks):

Ag2CO3: Ks = 8,1x10-12 =[Ag+]2 [CO

32-] = (1,0x10-6)2 [CO32-] [CO32-] = 8,1 M

BaCO3: Ks = 5,1x10-9 = [Ba2+] [CO

32-] = 4,0x10-8 [CO32-] [CO32-] = 0,13 M

SrCO3: Ks = 1,1x10-10 =[Sr2+] [CO

32-] =3,5x10-5 [CO32-] [CO32-] = 3,1x10-6 M

Como a [CO

32-

]

, o SrCO

3

ppta. 1

o

qdo [CO

32-

] = 3,1x10

-9

M e a

pptação será completa qdo [CO

32-

] = 3,1x10

-6

M. A [CO

32-

]

continua a

e, à [CO

32-

] = 8,1x10

-6

M, o Ag

2

CO

3

começa a pptar,

mas a pptação não se completa até [CO

32-

] = 8,1 M . No entanto, o

BaCO

3

ppt. e sua pptação se completa qdo a [CO

32-

] = 0,13 M.

Dessa forma, apenas o Sr

2+

é separado completamente e os íons

(25)

A) Precipitação de hidróxidos metálicos moderadamente solúveis.

Como o agente pptante é o íon OH- o início e a completa pptação f([OH- ].

Então pode-se calcular o valor de pH para que a pptação do hidróxido se inicie e finalize.

1) Considere o Mg(OH)2 Ks = 6,0x10-10 e [Mg2+] = 0,01 M.

EFEITO DO pH DA SOLUÇÃO

ii) Para pptação completa: Cfinal = 0,001Cinicial [Mg2+]

final = 10-5 M , logo: [OH-] = Ks/[Mg2+]final = 7,75x10-3 M

pOH = -log 7,75x10-3 M = 2,11  pH = 11,9 (onde a pptação é completa)

Se o pH 11,9 Mg(OH)2 precipita completamente; para pH entre 11,9 e 10,4 a pptação será incompleta e não há pptação se o pH 10,4.

i) Início da pptação:

[Mg2+][OH-]2 = Ks = 6,0x10-10 [OH-] = Ks/[Mg2+] = 2,5x10-4 M

pOH = -log 2,5x10-4 M = 3,6 pH = 10,4 (onde inicia a pptação.)

(26)

2) No caso do Fe(OH)

3

(Ks = 3,2x10

-38

) ; [Fe

3+

] = 0,01 M

i) Início da pptação:

3,2x10-38 = [Fe

3+

][OH

-

]

3

[OH

-

] = 3,17x10

-13

;

pOH = 12,5 ; pH = 1,5

ii) Para pptação completa:

[OH

-

]

3

= 3,2x10

-38

/10

-5

= 3,2x10

-33

[OH

-

] = 3,17x10

-11

;

(27)

(*) Os valores experimentais não dizem respeito à conc. 1 M dos cátions correspondentes, mas à sua atividade (a = 1).

(**) Como diversos autores indicam vários valores de Ks destes hidróxidos que diferem bastante um dos outros, nesta tabela está listado o valor que traduz a melhor concordância entre os valores calculados e os valores experimentais.

pH de precipitação de alguns hidróxidos

Fórmula K

s

Precipitação completa

Calculado

Determinado experimental

mente*

1 M 10-2 M 10-6 M

(28)

[OH-] = [NH

4+] = x Adição de NH4Cl 0,1M

com NH4OH 0,1 M

[Mg2+] = 0,01 M

--- --- ---

b)

Adição de NH4OH 0,1M

[Mg2+] = 0,01 M

--- --- ---

a)

ppt?

ppt?

2) Por quê o Mg(OH)2 não ppta com NH4OH na presença de NH4Cl?

a) Numa solução NH4OH 0,1M qual a [OH-]? K

b = 1,76x10-5

Início 0,1 0 0

NH4OH NH4+ + OH

-Kb = [NH4

+] [OH-]

[NH4OH]

0,1 – x x x

Dissocia/forma x x x

pOH = pKb + log[NH4OH]/[NH4+]

[OH-] = 1,33x10-3

Kb = [OH

-]2

[NH4OH]

pOH 2,87; pH = 11,13

(29)

b) Na adição de NH4Cl 0,1 M então a [OH-] nessa solução tampão será:

Início 0,1 0 0

Dissocia/forma x x x

NH4OH NH4+ + OH

0,1–x+y 0,1-x+y x-y

Adição de NH4+ 0 0,1 0

Reage/forma y y y

~0,1 ~0,1

[OH-]2 [Mg2+] = (1,75x10-5)2 (0,01) = Qs = 2,96 x 10-12 Ks

( não há pptação) Kb = [NH4

+] [OH-]

[NH4OH]

pOH = pKb + log 1

pOH = pKb + log[NH4OH]/[NH4+]

[NH4OH] = [NH4+] = 0,1M

[OH-] = K b

[OH-] = 1,76x10-5

(30)

B) Precipitação de sais poucos solúveis derivados de ácidos fracos

HyA yH+ + Ay- (Ka) ; X

yAb yXb+ + bAy- (Ks)

Por exemplo: CdS (Ks = 8x10-27) ; MnS (Ks = 2,5x10-13)

i) O pH necessário para garantir a pptação total depende

primeiramente do K

s

do sal.

Ka = = 1,1x10-21

[H+]2[S2-]

[H2S]

[Cd+2+] = 0,01 M

[Mn+2+] = 0,01 M

[H2S] = 0,1 M Considere:

a) Para iniciar a pptação do CdS, tem-se:

CdS Cd2+ + S2- [S2-] = 8x10-27/0,01 = 8x10-25

Ka = 1, 1x10-21 = [H+]2 8x10-25/0,1 [H+] = 11,72 M pH = -1,07

Para completa pptação do CdS, tem-se:

[Cd2+] = 10-5 M  [S2-] = 8x10-27/10-5 = 8x10-22

(31)

b) Para iniciar a pptação do MnS, tem-se:

MnS Mn2+ + S2- [S2-] = 2,5x10-13/0,01 = 2,5x10-11

Ka = 1,1x10-21 = [H+]2 2,5x10-11/0,1 [H+] =2,1x10-6 M pH = 5,68

Para completa pptação do MnS, tem-se:

[Mn2+] = 10-5 M  [S2-] = 2,5x10-13/10-5 = 2,5x10-8

Ka = 1,1x10-21 = [H+]2 2,5x10-8/0,1 [H+] = 6,63x10-8 M pH = 7,18

(32)

32

Ácidos Polipróticos

K

2

é sempre < que K

1

porque é muito + difícil retirar um

próton para formar uma carga 2- do que para formar espécie

com carga 1-.

H

2

A H

+

+ HA

- K1 =

[H+] [HA-]

[H2A]

HA- H

+

+ A

K2 = [H +] [A2-]

[HA-]

H

2

A 2H

+

+ A

K

eq

=

[H

+

]

2

[A

2-

]

[H

2

A]

K

eq

= K

1x

K

2

Exemplos, H

2

S

H

2

S H

+

+ HS

-HS- H

+

+ S

K

1

= 1,1x10

-7

K

2

= 1,x10

-14

(33)

33

2) As [ ]s de todas as espécies envolvidas presentes na solução deve ser

consistente com ambas as expressões das ctes. de ionização k

1

e k

2

.

3) Como HS

-

é ácido muito + fraco do que H

2

S. Então o H

+

é produzido quase que

exclusivamente na 1

a

ionização. Isto é válido somente se K

2

<<<<

K

1

(pelo

menos de um fator de 10

-3

e 10

-4

, caso contrário a 2

a

ionização (

2

até 10%)

pode ser uma fonte de H

+

).

4) Apesar da ionização da 2

a

etapa ocorrer a uma extensão muito limitada, esta

ionização é a única forte de S

2-.

Observações em relação ao equilíbrio ácido-base do H

2

S:

1)

Todas as espécies envolvidas no equilibrio estão presentes numa única fase da

solução. Para qualquer condição de equilibrio cada concentração ([H

2

S], [H

+

], [HS

-

] e

[S

2-

]) tem um valor fixo.

H

2

S H

+

+ HS

-HS

-

H

+

+ S

K1 = 1,1x10-7

K2 = 1,x10-14

(34)

MeS Ks HgS 10-53

CuS 10-36

SnS 10-28

ZnS 10-21

FeS 10-18

MnS 10-13

H2S 2H+ + S

2-Me2+ + S2- MeS

Me2+ + H

2S MeS + 2H+

Ka 1/Ks

Precipitação

MeS Me2+ + S2-

2H+ + S2- H

2S

MeS + 2H+ Me2++ H 2S

1/Ka Ks

Dissolução

= [H

+]2

[Me2+][H 2S]

Ka Ks

= [H+]2

[Me2+][H 2S]

Ks Ka

Keq = [H

+]2

[Me2+][H 2S]

Keq = Ka Ks

Keq = [Me

2+][H 2S]

[H+]2

Keq = Ks Ka

= [H+]2 [Me

2+][H 2S]

Ka

Ks

=

[H+]2 Ka [Me2+][H2S]

(35)

MeS Ks CuS 10-36

ZnS 10-21

H2S 2H+ + S

2-Zn2+ + S2- ZnS

Zn2+ + H

2S ZnS + 2H+

Ka 1/Ks

Precipitação

Keq = [H

+]2

[Me2+][H 2S]

Keq = Ka Ks

[Zn2+] = 10-3 M

[H2S] = 0,1 M

Ka = 1,1x10

-21 = [H

+]2

[Me2+][H 2S]

Ka

Ks [H = +]2 (1,1x10

-21)(10-3)(0,1)

(10-21) = 1,1x10 -4

[H

+

] = 10

-2

M

ZnS Zn2+ + S2-

2H+ + S2- H

2S

ZnS + 2H+ Zn2++ H 2S

1/Ka Ks

Dissolução

= [H+]2

[Me2+][H 2S]

Ks Ka

Keq = [Me

2+][H 2S]

[H+]2

Keq = Ks Ka

=

[H+]2 Ka [Me2+][H2S]

Ks

(36)

MeS Ks CuS 10-36

ZnS 10-21

H2S 2H+ + S

2-Zn2+ + S2- ZnS

Zn2+ + H

2S ZnS + 2H+

Ka 1/Ks

Precipitação

JRM2007

Keq = [H

+]2

[Me2+][H 2S]

Keq = Ka Ks

[Cu2+] = 10-3 M

[H2S] = 0,1 M

Ka = 1,1x10

-21 = [H

+]2

[Me2+][H 2S]

Ka

Ks [H = +]2 (1,1x10

-21)(10-3)(0,1)

(10-36) = 1,1x10 11

[H

+

] = 3,3x10

6

M

ZnS Zn2+ + S2-

2H+ + S2- H

2S

ZnS + 2H+ Zn2++ H 2S

1/Ka Ks

Dissolução

= [H+]2

[Me2+][H 2S]

Ks Ka

Keq = [Me

2+][H 2S]

[H+]2

Keq = Ks Ka

=

[H+]2 Ka [Me2+][H2S]

Ks

(37)

Dissolução de Precipitados

BaCO3 Ba2+ + CO

32-

H+ + CO

32- HCO3-

BaCO3 + H+ Ba2+ + HCO 3-

1/K2

Ks Ks = 5,1x10-9 K2 = 4,7x10-11

= Kdissolução Ks

K2

5,1x10

-9

4,7x10

-11

= 11,7

K

diss.

=

BaSO4 Ba2+ + SO

42-

H+ + SO

42- HSO4-

BaSO4 + H+ Ba2+ + HSO 4-

1/K2

Ks Ks = 1,1x10-10 K2 = 1,2x10-2

= Kdissolução Ks

K2

1,1x10

-10

1,2x10

-2

= 9,2x10

(38)

ii) O pH necessário para garantir a pptação total também

depende da K

a

do ácido:

[Ca2+] = 0,01 M

[H2CO3]=[H2C2O4 ] = 0,1 M

Os ânions são derivados de ácidos fracos:

Por exemplo: CaCO3 (Ks =4, 8x10-9) ; Ca

2C2O4 (Ks = 2,3x10-9)

Considere:

H2CO3 2H+ + CO

32- (K1 = 4,5x10-7 ; K2 = 4,8x10-11)

H2C2O4 2H+ + C

2O42- (K1 = 5,6x10-2 ; K2 = 5,4x10-5)

a) Para iniciar a pptação: CaCO3 Ca2+ + CO

32-

[CO32-] = 4,8x10-9/0,01 = 4,8x10-7

Ka = 2,16x10-17 = [H+]2 4,8x10-7/0,1 [H+] = 2,12x10-6 M pH = 5,67

Para completa pptação: [Ca2+] = 10-5 M  [CO

32-] = 4,8x10-9/10-5 = 4,8x10-4

Ka = 2,16x10-17 = [H+]2 4,8x10-4/0,1 [H+] = 6,72x10-8 M pH = 7,17

(39)

b) Para iniciar a pptação: CaC2O4 Ca2+ + C

2O42-

[C2O42-] = 2,3x10-9/0,01 = 2,3x10-7

Ka = 3x10-6 = [H+]2 2,3x10-7/0,1 [H+] = 1,14 M pH = -0,058

Para completa pptação: [Ca2+] = 10-5 M  [C

2O42-] = 2,3x10-9/10-5 = 2,3x10-4

Figure

Updating...

References

Updating...

Download now (39 página)
Related subjects :