17.2: Rozpuszczalność molowa i Ksp

Przykład \ (\ PageIndex {4} \): Kadm

Kadm jest wysoce toksycznym zanieczyszczeniem środowiska, które dostaje się do ścieków związanych z wytapianiem cynku (Cd i Zn powszechnie występują razem w rudach ZnS) oraz w niektórych procesach galwanicznych. Jednym ze sposobów kontrolowania kadmu w strumieniach ścieków jest dodanie wodorotlenku sodu, który wytrąca nierozpuszczalny Cd (OH) 2 (Ks = 2,5E – 14). Jeśli 1000 l pewnych ścieków zawiera Cd2 + w stężeniu 1,6E – 5 M, jakie stężenie Cd2 + pozostanie po dodaniu 10 l 4 M roztworu NaOH?

Rozwiązanie

Podobnie jak w przypadku większości rzeczywistych problemów, najlepiej jest traktować to jako serię mniejszych problemów, stosując w razie potrzeby uproszczone przybliżenia.

Objętość uzdatnionej wody: 1000 l + 10 l = 1010 l

Stężenie OH– po dodaniu do 1000 l czystej woda:

(4 mln) × (10 l) / (1010 l) = 0,040 mln

Początkowe stężenie Cd2 + w 1010 l wody:

\

Najłatwiejszy sposób rozwiązania tego problemu to zacząć od założenia, że powstaje stechiometryczna ilość Cd (OH) 2 – to znaczy cała Cd2 + zostaje wytrącona.

Stężenia	, M	, M
początkowe	1,6E – 5	0,04
change	–1.6E – 5	–3.2E – 5
wersja ostateczna:	0	0,04 – 3,2E – 5 ≈ 0,04

Teraz „włącz równowagę” – znajdź stężenie Cd2 +, które może istnieć w 0,04M roztworze OH–:

Stężenia	, M	, M
początkowe	o	0,04
change	+ x	+ 2x
w stanie równowagi	x	.04 + 2x ≈ .04

Zastąp te wartości wyrażenie iloczynu rozpuszczalności:

Cd (OH) 2 (s) = 2 = 2,5E – 14