난용성염의 선택적 침전. 0.010 M Fe^3+ 0.010 M Zn^2+ Fe(OH)3 precipitate

난용성염의 선택적 침전. 0.010 M Fe^3+ 0.010 M Zn^2+ Fe(OH)3 precipitate

 

 

0.010 M Fe^3+와 0.010 M Zn^2+가 들어있는 용액이 있다.

Fe(OH)3를 침전시켜서 Fe^3+와 Zn^2+를 분리시키려고 한다.

가능한 pH가 아닌 것은?

Ksp Fe(OH)3 = 1.1×10^(-36)

Ksp Zn(OH)2 = 1.8×10^(-14)

> 2.8

> 3.2

> 7.0

> 8.11

> 10.8

 

 

Find the approximate pH range suitable for the separation

of Fe^3+ and Zn^2+ ions by precipitation of Fe(OH)3 from a solution

that is initially 0.010 M in both Fe^3+ and Zn^2+.

Assume a 99 percent precipitation of Fe(OH)3.

Ksp Fe(OH)3 = 1.1×10^(-36)

Ksp Zn(OH)2 = 1.8×10^(-14)

 

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Q > Ksp 조건에서 침전 발생.

( ionic product > solubility product )

( 참고 https://ywpop.tistory.com/12527 )

 

 

 

Fe(OH)3의 Q가 1.1×10^(-36) 보다 크고,

Zn(OH)2의 Q가 1.8×10^(-14) 보다 작으면,

Fe(OH)3만 침전되므로,

Fe^3+와 Zn^2+를 분리할 수 있다.

 

 

 

Fe(OH)3(s) ⇌ Fe^3+(aq) + 3OH^-(aq)

Ksp = [Fe^3+][OH^-]^3

 

[OH^-] = [1.1×10^(-36) / 0.010]^(1/3)

= 4.79×10^(-12) M

 

 

 

Zn(OH)2(s) ⇌ Zn^2+(aq) + 2OH^-(aq)

Ksp = [Zn^2+][OH^-]^2

 

[OH^-] = [1.8×10^(-14) / 0.010]^(1/2)

= 1.34×10^(-6) M

 

 

 

Fe(OH)3만 침전되는 [OH^-] 범위

4.79×10^(-12) M < [OH^-] < 1.34×10^(-6) M

 

 

 

pOH = –log(4.79×10^(-12)) = 11.32

pH = 14 – 11.32 = 2.68

 

pOH = –log(1.34×10^(-6)) = 5.87

pH = 14 – 5.87 = 8.13

 

 

 

Fe(OH)3만 침전되는 pH 범위

2.68 < pH < 8.13

 

 

 

답: 10.0

 

 

 

 

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