A limitada solubilidade em água de muitos compostos iônicos é explorada na separação de íons por precipitação fracionada. Por exemplo, o ânion sulfeto \(S^{2-}\) costuma formar compostos pouco solúveis com cátions de metais pesados e a diferença de solubilidade dos sais formados permite a separação desses cátions. Nesse processo, a solução aquosa contendo os cátions é mantida saturada em ácido sulfídrico \(H_2S\) e, por meio de manipulação do pH, é possível controlar a concentração de íons sulfeto e, dessa forma, a precipitação dos compostos.
| \(CdS_{(s)} \leftrightarrow Cd^{2+}_{(aq)} + S^{2-}_{(aq)}\) | \(K_{\text{ps}} = 1 \times 10^{-27}\) |
| \(Tl_2S_{(s)} \leftrightarrow 2 Tl^{+}_{(aq)} + S^{2-}_{(aq)}\) | \(K_{\text{ps}} = 6 \times 10^{-22}\) |
| \(H_2S_{(aq)} + 2 H_2O_{(l)} \leftrightarrow 2 H_3O^{+}_{(aq)} + S^{2-}_{(aq)}\) | \(K_{\text{a}} = 1,2 \times 10^{-21}\) |
Considerando o assunto em questão e os dados fornecidos acima, julgue os próximos itens.
Em uma solução aquosa saturada em \(H_2S\), o pH mínimo necessário para que ocorra a precipitação do \(CdS\) pode ser estimado, se desconsiderados eventuais efeitos de desvio da idealidade, por meio da expressão \(\text{pH} = \log\left(\dfrac{K_{ps} \times c_s}{K_a \times c_{Cd^{2+}}}\right)\), em que \(c_s\)representa a concentração de saturação de uma solução aquosa de \(H_2S\); \(c_{Cd^{2+}}\), a concentração em quantidade de matéria de íons \(Cd^{2+}\) na solução; \(K_{ps}\) refere-se à constante do produto de solubilidade do \(CdS\) e \(K_a\), à constante de ionização do \(H_2S\), tal como definida no texto.
