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Esercizio sulla precipitazione selettiva di idrossidi

Esercizio svolto e commentato sulla precipitazione selettiva di idrossidi

In una soluzione acida sono contenuti 0,025 mol/L di ioni Mg2+ e 0,025 mol/L di ioni Fe3+.

Determinare quale ione precipita prima come idrossido e quale è la sua concentrazione in soluzione quando inizia la precipitazione dell'altro.

Kps[Mg(OH)2] = 1,1 · 10-11 ;

Kps[Fe(OH)3] = 1,1 · 10-36

Svolgimento dell'esercizio

Per determinare quale idrossido precipita prima, bisogna calcolare la solubilità s di entrambi gli idrossidi.

Per il Mg(OH)2 la reazione di dissoluzione è la seguente:

Mg(OH)2(s) <==> Mg2+(aq) + 2 OH-(aq)

Il prodotto di solubilità perl'idrossido di magnesio Mg(OH)2 è il seguente:

Kps = [Mg2+] · [OH-]2

La concentrazione dello ione Mg2+ in soluzione è 0,025 mol/L. Sostituendo questo dato nell'espressione del prodotto di solubilità, si ha che:

Kps = [Mg2+] · [OH-]2 = 0,025 · [OH-]2

Ovvero:

Kps = 0,025 · [OH-]2 = 1,1 · 10-11

da cui:

[OH-] = 2,1 · 10-5 mol/L

Ripetendo il ragionamento per il Fe(OH)3, si ha che:

Fe(OH)3(s) <==> Fe3+(aq) + 3 OH-(aq)

Kps = [Fe3+] · [OH-]3

La concentrazione dello ione Fe3+ in soluzione è 0,025 mol/L.

Sostituendo questo dato nell'espressione del prodotto di solubilità, si ha che:

Kps = 0,025 · [OH-]3 = 1,1 · 10-36

Da cui:

[OH-] = 3,53 · 10-12 mol/L

Precipita prima come idrossido il Fe(OH)3 in quanto per la sua precipitazione è richiesta una concentrazione di ioni OH- inferiore.

Risolviamo la seconda parte dell'esercizio

Come appena visto, quando inizia a precipitare il Mg(OH)2 si ha che:

[OH-] = 2,1 · 10-5 mol/L

Quindi, per il Fe(OH)3 si ha che:

Kps = [Fe3+] · [OH-]3 = [Fe3+] · (2,1 · 10-5)3 = 1,1 · 10-36

Da cui:

[Fe3+] = 1,2 · 10-22 mol/L

Questa quantità è una frazione trascurabile rispetto alla quantità iniziale (0,025M); si può concludere che al pH corrispondente a [OH-] = 2,1 · 10-5 mol/L ,l'idrossido ferrico è precipitato quantitativamente.

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