17.2: Solubilidad molar y Ksp

Ejemplo \ (\ PageIndex {4} \): Cadmio

El cadmio es un contaminante ambiental altamente tóxico que ingresa a las aguas residuales asociadas con la fundición de zinc (el Cd y el Zn comúnmente ocurren juntos en los minerales de ZnS) y en algunos procesos de galvanoplastia. Una forma de controlar el cadmio en las corrientes efluentes es agregar hidróxido de sodio, que precipita el Cd (OH) 2 insoluble (Ks = 2.5E – 14). Si 1000 L de una determinada agua residual contienen Cd2 + en una concentración de 1.6E – 5 M, ¿qué concentración de Cd2 + quedaría después de agregar 10 L de solución de NaOH 4 M?

Solución

Al igual que con la mayoría de los problemas del mundo real, esto se aborda mejor como una serie de problemas más pequeños, haciendo aproximaciones simplificadas según corresponda.

Volumen de agua tratada: 1000 L + 10 L = 1010 L

Concentración de OH– al agregar 1000 L de agua pura. agua:

(4 M) × (10 L) / (1010 L) = 0.040 M

Concentración inicial de Cd2 + en 1010 L de agua:

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La forma más sencilla de abordar esto consiste en comenzar asumiendo que se forma una cantidad estequiométrica de Cd (OH) 2, es decir, todo el Cd2 + se precipita.

Concentraciones	, M	, M
inicial	1.6E – 5	0.04
cambiar	–1.6E – 5	–3.2E – 5
final:	0	0.04 – 3.2E – 5 ≈ .04

Ahora «encienda el equilibrio» – encuentre la concentración de Cd2 + que puede existir en una solución 0.04M OH–:

Concentraciones	, M	, M
inicial	o	0.04
cambiar	+ x	+ 2x
en equilibrio	x	.04 + 2x ≈ .04

Sustituya estos valores en la expresión del producto de solubilidad:

Cd (OH) 2 (s) = 2 = 2.5E – 14