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:

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Author: Chimicamo

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