Solubilità dei solfuri in ambiente acido
Apr12

Solubilità dei solfuri in ambiente acido

I solfuri sono composti derivanti formalmente dall’acido solfidrico contenenti lo zolfo con numero di ossidazione -2. I solfuri possono essere di tipo inorganico ed avere formula MxS o di tipo organico come di dialchilsolfuri R’SR’’detti anche tioeteri. I solfuri dei metalli alcalini e dei metalli alcalino-terrosi sono gli unici solfuri che presentano una discreta solubilità in acqua mentre i solfuri dei metalli di transizione sono scarsamente solubili come può essere rilevato dai bassissimi valori dei prodotti di solubilità. Si riportano, a titolo di esempio, alcuni valori di prodotti di solubilità dei solfuri: Sale Kps CdS 1 ∙ 10-27 CoS 5 ∙ 10-22 CuS 8 ∙ 10-37 FeS 8 ∙ 10-19 PbS 3 ∙ 10-28 MnS 3 ∙ 10-11 HgS 2 ∙ 10-53 NiS 4 ∙ 10-20 Ag2S 8 ∙ 10-51 Tl2S 6 ∙ 10-22 ZnS 2 ∙ 10-25 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 cui costante Kb = Kw/Ka2 = 10-14/1.2 ∙ 10-15 = 8.3 sommando la (1) e la (2) si ha: MS(s) + H2O ⇌ S2-+ HS– + OH– Il prodotto di solubilità del solfuro MX può quindi essere espresso come: Kps = [S2- ][HS– ][OH–] Per il principio di Le Chatelier in ambiente acido vengono sottratti ioni OH– e l’equilibrio si sposta a destra con conseguente maggiore solubilità di MX. All’aumentare della concentrazione di ioni H+e quindi al diminuire del pH la solubilità di MS aumenta. Si consideri quindi la dissociazione di MS in ambiente acido: MS(s) + 2 H3O+ ⇌ M2++ H2S + 2 H2O Il prodotto di solubilità in ambiente acido può essere quindi espresso come: Kps(acido) = [M2+] [H2S]/[H3O+]2 Detta s la solubilità di MS si ha: s = [M2+]= [H2S] Da cui: Kps(acido) = s ∙ s /[H3O+]2= s2/[H3O+]2 Ovvero: s = [H3O+]√Kps(acido) dove Kps(acido) = Kps/Kw∙Ka1* *se ne rimanda la dimostrazione alla fine dell’articolo Essendo Ka1 di H2S pari a 1.0 ∙ 10-7 il prodotto Kw∙Ka1  = 1.0∙ 10-14 ∙ 1.0 ∙ 10-7 = 1.0 ∙ 10-21 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 che  [H3O+]= 10-3 M s = [H3O+]√Kps(acido) = 10-3  √800 = 0.028 M A pH = 1 si ha che [H3O+]= 10-1 M s = [H3O+]√Kps(acido) =...

Leggi tutto