Wie finde ich den PH-Wert bei dem nur Cds ausfällt?

Ich habe die Aufgabe schon mehrmals versucht mit dem Löslichkeitsprodukt zu lösen, komme aber nie auf einen Wert der einer Lösung entspricht. Ich wäre froh um einen Ansatz.

Answer 1

[indiachinacook]

Da müssen wir erst ein bißchen denken und dann rechnen. Die Gesamtdissoziation des H₂S erfolgt nach der Gleichung

H₂S + 2 H₂O ⟶ S²⁻ + 2 H₃O⁺

Je saurer wir de Lösung machen, desto mehr drücken wir das Gleichgewicht nach links (Le Chatelier), haben also immer weniger S²⁻. Genau das brauchen wir aber zum Trennen: Das CdS hat das kleinere Löslichkeitsprodukt, und fällt daher schon bei niedrigerer S²⁻-Konzentration aus; je weniger sauer die Lösung ist, umso voll­stän­diger wird es ausfallen. Aber wir müssen sauer genug bleiben, damit das FeS nicht aus­fällt, nach dem Löslichkeitsgleichgewicht

Fe²⁺ + S²⁻ ⟶ FeS↓

Also müssen wir einen pH wählen, der sauer genug ist, daß FeS gerade noch nicht ausfällt.

Nun schreiben wir die Gleichgewichtsausdrücke für die beiden Reaktionen auf:

(Dabei steht Kₛₚ für das Löslichkeitsprodukt des FeS; das andere Löslichkeits­pro­dukt brauchen wir für die Rechnung nicht, denn es genügt zu wissen, daß es das kleinere der beiden ist)

Jetzt setzen wir das Sulfid aus der zweiten Gleichung in die erste ein und lösen nach c(H₃O⁺) auf:

und erhalten den pH-Wert 2.15; damit kein FeS ausfällt, darf dieser nicht über­schrit­ten werden, und je knapper wir an ihn herangehen, desto schlechter löst sich das CdS.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik