CHIMIE

Une solution est maintenue saturée en sulfure d’hydrogène,
H 2S, de façon telle que :
[H 2S] = c = 1,0 . 10 –2 mol . L –1
On peut faire varier son pH à l’aide de solutions tampons.
Déterminer pour quelles valeurs de pH précipitent
MnS, FeS et CoS, si initialement:
[Mn 2+ ] 0 = [Fe 2+ ] 0 = [Co 2+ ] 0 = c' = 1,0 . 10 –4 mol . L –1
Données :
pK A1(H 2S / HS – ) = 7,0 ; pK A2(HS – / S 2– ) = 13 ;
pK s(MnS) = 9,6 ; pK s(FeS) = 17,2 ;
pK s(CoS) = 20,4 .
Notons M 2+ les cations métalliques ; il y aura précipité
si les concentrations apportées en M 2+ et en S 2–
vérifient : [M 2+ ] . [S 2– ] K s
soit : [S 2– ] (a)
La concentration en sulfure d’hydrogène étant maintenue
constante, [S 2– ] s’exprime simplement en fonction
de K A1, K A2, c et h = [H 3O + ] .
En effet : K A1. K A2 =
d’où :[S 2– ] = = (b)
En reportant la relation (a) dans la relation (b) , il vient :
Équilibres de précipitation
3.2 Précipitation des sulfures métalliques
COURS
De très nombreux cations métalliques donnent des précipités avec les ions sulfure ;
l’ion sulfure S 2– étant une dibase, les précipitations des sulfures dépendent du pH.
Cette propriété peut être utilisée pour séparer les cations métalliques présents dans
un minerai après dissolution de celui-ci dans un milieu de pH contrôlé.
Précisons la méthode sur un exemple.
APPLICATION 6
Séparation de cations métalliques
3.3 Précipitation des hydroxydes métalliques
3.3.1. pH de précipitation des hydroxydes métalliques
18
■ De très nombreux cations métalliques Al 3+ , Zn 2+ , Ca 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Cu 2+ ,…
donnent un précipité en présence d’ions hydroxyde.
Pour un cation de formule M n+ , l’équation de cette précipitation s’écrit :
M n+ + n HO – = M(OH) n(s)
■ Soit c, la concentration de la solution en M n+ ; pour quelle valeur du pH observet-on
l’apparition du précipité ?
d’où : h 2
soit : pH (c)
Numériquement, le sulfure métallique MS, de produit
de solubilité Ks , précipite si :
1
pH 13 – pKs 2
soit : •pour MnS, si pH 8,2
• pour FeS, si pH 4,4
• pour CoS, si pH 2,8
Le document 13 résume les résultats obtenus.
0
CoS précipite
FeS précipite
MnS
précipite
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 pH
Doc. 13 pH de précipitation des sulfures métalliques
lorsque : [H 2S] = 1,0 . 10 –2 mol . L –1
et : [M 2+ ] o = c' = 1,0 . 10 –4 mol . L –1
Pour s’entraîner : ex. 21
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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