Question

Una técnica muy común para extraer el zinc de una disolución acuosa, es mediante la precipitación del hidróxido de zinc (II), Zn(OH)2, un hidróxido muy insoluble (KPS = 2x10- 17). Se desea extraer el zinc de 100 mL de una disolución acuosa que contiene una concentración 0.02 M de Zn2+ (aq). Esta disolución se encuentra a pH 4.11 y 25 °C.a. ¿Hay precipitado de Zn(OH)2 en las condiciones iniciales? Justifique su respuesta.
b. Calcule la energía libre de reacción, AGr, en las condiciones iniciales, y discuta, en función del resultado, su respuesta del apartado anterior.
c. Calcule el pH a partir del cual comienza a aparecer el precipitado de Zn(OH)2.

Answer 1

SOLUCION :

 Precipitación del hidróxido de zinc (II) :

            Zn(OH)2 (s)    ⇆   Zn⁺² ( aq)  + 2 OH⁻ (aq)       Kps = 2*10⁻¹⁷

inicial:        c                        -                     -

equilibrio:  c - x                   x                    2x

          Kps = [ Zn⁺² (aq) ]*[OH⁻ (aq) ]²

    100ml sol  

    0.02M

    PH = 4.11      POH = 14 -PH = 14-4.11 = 9.89

     [OH⁻] = 10^-9.89 = 1.288*10^-10 mol/L

     [ Zn⁺² ] = 1.288*10^-10 /2 = 6.44*10⁻¹¹mol /L

   [ Zn⁺²] * [OH⁻]² = 6.44*10^-11 * ( 1.288*10⁻10 )² = 1.068*10⁻³⁰ ∠  2*10^-17

 a)  No precipita, debido a que es menor al valor de Kps del Zn(OH)2 en las condiciones iniciales.

  b) Energía libre ΔG:    

     100 mlsol * 1L / 1000 ml sol * 0.02 mol / 1L sol = 2*10^-3 moles

      ΔG = n* R *T * Ln C2/C1

      ΔG = 2*10-3 moles* 1.9 cal /ºK/mol *298 ºK * Ln ( 0.02 ) = -4.43 cal.

    da negativo, no precipita .

 c ) Kps = [Zn⁺²] *[OH⁻]²

     2*10^-17 = x * (2x)²

     2*10^-17 = 4x³

     x =  1.7099*10-6 mol /L

   [Zn⁺² ] = 1.7099*10-6 mol /L

   [ OH⁻] = 2*1.7099*10-6 mol/L = 3.4198*10-6 mol/L

     POH = - log [ OH] = - log ( 3.4198*10-6 ) = 5.4659

      PH  = 14 - POH = 14 - 5.4659 = 8.5341

       PH = 8.5341.