probleme de chimie anorganica cu grad de dificultate ridicat

PROBLEME DE CHIMIE ANORGANICA CU GRAD DE DIFICULTATE RIDICAT
ENUNT-REZOLVARE


Prof.DUMITRU ANGELA
Colegiul Tehnic Nr.2 Tg-Jiu


Problema nr.1

Determinati raportul concentraţiei ionilor Fe2+ şi Fe3+ într-o soluţie bazică pentru a precipita concomitent hidroxizii respectivi (PS Fe(OH)2 =1,8*10-15 ; PS Fe(OH) 3 =5*10-38)


Rezolvare

1,8*10-15 = [Fe2+ ] [OH- ]2 = x*x2 = x3

de unde [Fe2+ ] = x =1,2164*10-5 mol/l şi [OH- ] =1,2164*10-5

apoi : 5*10-38 =[Fe3+ ] [OH- ]3
rezultă 5*10-38 =[Fe3+ ] [1,2164*10-5 ]3
deci : [Fe3+ ]= 2,778*10-23 mol/l

raportul este : [Fe2+ ]/ [Fe3+ ]= 1,2164*10-5/2,778*10-23 = 4,378*1017



Problema nr.2

O soluţie apoasă cu pH = 0,5 care conţine 10,36 mg Pb2+ la ml şi 2,8 mg Fe2+ la ml, este tratată până la saturare cu hidrogen sulfurat .
Din această soluţie precipită PbS şi /sau FeS ?
Produsul de solubilitate al PbS este PS PbS=1,0*10-28, iar al FeS este
PS FeS=1,0*10-19.Constantele de disociere ale H2S sunt: K1=1,0*10-7 ,
K2=1,3*10-13.O soluţie saturată de H2S conţine 3,42 g/l H2S.


Rezolvare

PS PbS = [Pb2+ ] [S-2 ]

PS FeS= [Fe2+ ] [S-2 ]
[Pb2+ ] =10,36 / 207 = 0,05 =5*10-2 mol/l

[Fe2+ ] = 2,8 / 56 = 5*10-2 mol/l

Pentru calculul [S-2 ] folosim expresiile celor doua constante de aciditate:

H2S↔ HS- +H+ K1 = [ HS-] [H+]/[ H2S]

HS- ↔ S 2- +H+ K2 = [ S 2- ] [H+]/[ HS- ]

Inmulţind K= K1* K2 = [ S 2- ] [H+]2/ [ H2S],

rezultă [ S 2- ] = K1 K2[ H2S]/ [H+]2

unde [H+] = 10-pH = 10-0,5

iar [ H2S]= 3.42 / 34 =10-1 mol/l

Revenind avem [ S 2- ] =1,3*10-20*10-1 / 10-0,5 =4,1*10-21

Calculam:

[Pb2+ ] *[ S 2- ] = 4,1*10-*-21 *5*10-2 = 2,05*10-22 > 10-28 (PS PbS )

[Fe2+ ] *[ S 2- ] = 4,1*10-*-21 *5*10-2 = 2,05*10-22 < 10-19 (PS FeS )

Deci precipită PbS