Solubilità dei solfuri in ambiente acido: esercizi
I solfuri dei metalli alcalini e dei metalli alcalino-terrosi presentano una discreta solubilità in acqua, mentre quelli dei metalli di transizione sono scarsamente solubili, come dimostrato dai bassi valori dei prodotti di solubilità.
I solfuri sono composti derivanti formalmente dall’acido solfidrico contenente lo zolfo con numero di ossidazione -2. Possono essere di tipo inorganico con formula MxS o di tipo organico come i dialchilsolfuri, noti anche come tioeteri.
Prodotti di solubilità dei solfuri
La solubilità di un solfuro metallico poco solubile è influenzata dal pH. In ambiente acido, vengono sottratti ioni OH- e l’equilibrio si sposta a destra, determinando una maggiore solubilità del solfuro. All’aumentare della concentrazione di ioni H+ e al diminuire del pH, la solubilità di MS aumenta.
Influenza del pH
La solubilità di un solfuro metallico poco solubile è influenzata dal pH. Consideriamo l’equilibrio di dissociazione del solfuro MS:
MS(s) ⇌ M2+(aq) + S2-(aq) (1)
Poiché l’acido solfidrico ha una costante acida relativa alla seconda dissociazione pari a 1.2 ∙ 10-15, il solfuro è una base forte secondo l’equilibrio di idrolisi:
S2- + H2O ⇌ HS- + OH- (2)
La solubilità di un solfuro metallico poco solubile è influenzata dal pH. In ambiente acido, vengono sottratti ioni OH- e l’equilibrio si sposta a destra con conseguente maggiore solubilità di MS.
Il prodotto di solubilità del solfuro MX può essere espresso come:
Kps = [S2- ][HS- ][OH-]
In ambiente acido, Il prodotto di solubilità può essere espresso come:
Kps(acido) = [M2+][H2S]/[H3O+]²
Dove s è la solubilità di MS
s = [M2+]= [H2S]
Quindi:
Kps(acido) = s²/[H3O+]²
e
s = [H3O+]√Kps(acido)
Detta la solubilità di MS s, si ha: s = [H3O+]√Kps(acido)
Il prodotto Kps(acido) = Kps/Kw∙K₁a
Esercizio
Calcolare la solubilità di FeS (Kps = 8.0 ∙ 10-19) a pH = 3 e a pH = 1
Kps(acido) = 8.0 ∙ 10-19/ 1.0 ∙ 10-21 = 800
A pH = 3 si ha [H3O+]= 10-3 M
s = [H3O+]√Kps(acido) = 10-3 √800 = 0.028 M
A pH = 1 si ha [H3O+]= 10-1 M
s = [H3O+]√Kps(acido) = 10-1 √800 = 2.8 M
Ciò dimostra che al diminuire del pH la solubilità aumenta