17.2: Solubilità molare e Ksp

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

Il cadmio è un inquinante ambientale altamente tossico che penetra nelle acque reflue associate alla fusione dello zinco (Cd e Zn si trovano comunemente insieme nei minerali ZnS) e in alcuni processi di galvanica. Un modo per controllare il cadmio nei flussi di effluenti è aggiungere idrossido di sodio, che precipita Cd (OH) 2 insolubile (Ks = 2,5E – 14). Se 1000 L di una certa acqua di scarico contengono Cd2 + a una concentrazione di 1,6E – 5 M, quale concentrazione di Cd2 + rimarrebbe dopo laggiunta di 10 L di soluzione NaOH 4 M?

Soluzione

Come con la maggior parte dei problemi del mondo reale, il modo migliore per affrontarlo è una serie di problemi più piccoli, semplificando le approssimazioni in modo appropriato.

Volume di acqua trattata: 1000 L + 10 L = 1010 L

Concentrazione di OH– in aggiunta a 1000 L di puro acqua:

(4 M) × (10 L) / (1010 L) = 0,040 M

Concentrazione iniziale di Cd2 + in 1010 L di acqua:

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Il modo più semplice per affrontare questo problema è iniziare assumendo che si formi una quantità stechiometrica di Cd (OH) 2, ovvero tutto il Cd2 + viene precipitato.

Concentrazioni	, M	, M
iniziale	1.6E – 5	0,04
modifica	–1.6E – 5	–3.2E – 5
final:	0	0,04 – 3,2E – 5 ≈ 0,04

Ora “attiva lequilibrio” – trova la concentrazione di Cd2 + che può esistere in una soluzione di OH– 0,04 M:

Concentrazioni	, M	, M
iniziale	o	0,04
cambia	+ x	+ 2x
allequilibrio	x	.04 + 2x ≈ .04

Sostituisci questi valori in lespressione del prodotto di solubilità:

Cd (OH) 2 (s) = 2 = 2.5E – 14