Tính độ tan của CuS trong dung dịch có pH 10

Để tính độ tan của CuS trong dung dịch có pH 10, ta cần tính nồng độ các ion Cu2+ và OH- trong dung dịch.

Theo phản ứng phân li CuS:
CuS ⇌ Cu2+ + S2-

Ta có biểu thức tổng cộng của hằng số bền phức giữa Cu2+ và OH-:
β1,2 = β1 * β2 = 107 * 1013.68 = 1.084 * 10^15
β1,3 = β1,2 * β3 = 1.084 * 10^15 * 1017 = 1.099 * 10^33
β1,4 = β1,3 * β4 = 1.099 * 10^33 * 1018.5 = 1.117 * 10^51

Với pH = 10, ta có pOH = 14 - pH = 4
Do đó, [OH-] = 10^(-pOH) = 10^(-4) = 0.0001 M

Giả sử x mol CuS tan trong dung dịch, theo phản ứng phân li CuS, ta có:
CuS ⇌ Cu2+ + S2-
x x x

Với hằng số cân bằng TCuS = 6.3 * 10^(-36), ta có:
TCuS = [Cu2+][S2-] / [CuS]
6.3 * 10^(-36) = x * x / (x)
6.3 * 10^(-36) = x

Vậy, [Cu2+] = [S2-] = x = 6.3 * 10^(-36) M

Với hằng số cân bằng β1 = 107, ta có:
β1 = [Cu2+][OH-] / [CuOH]
107 = (6.3 * 10^(-36)) * (0.0001) / [CuOH]
[CuOH] = (6.3 * 10^(-36)) * (0.0001) / 107

Vậy, [CuOH] = 5.89 * 10^(-45) M

Với hằng số cân bằng β1,2 = 1.084 * 10^15, ta có:
β1,2 = [CuOH][OH-] / [Cu(OH)2]
1.084 * 10^15 = (5.89 * 10^(-45)) * (0.0001) / [Cu(OH)2]
[Cu(OH)2] = (5.89 * 10^(-45)) * (0.0001) / (1.084 * 10^15)

Vậy, [Cu(OH)2] = 5.43 * 10^(-56) M

Với hằng số cân bằng β1,3 = 1.099 * 10^33, ta có:
β1,3 = [Cu(OH)2][OH-] / [Cu(OH)3-]
1.099 * 10^33 = (5.43 * 10^(-56)) * (0.0001) / [Cu(OH)3-]
[Cu(OH)3-] = (5.43 * 10^(-56)) * (0.0001) / (1.099 * 10^33)

Vậy, [Cu(OH)3-] = 4.94 * 10^(-89) M

Với hằng số cân bằng β1,4 = 1.117 * 10^51, ta có:
β1,4 = [Cu(OH)3-][OH-] / [Cu(OH)4^2-]
1.117 * 10^51 = (4.94 * 10^(-89)) * (0.0001) / [Cu(OH)4^2-]
[Cu(OH)4^2-] = (4.94 * 10^(-89)) * (0.0001) / (1.117 * 10^51)

Vậy, [Cu(OH)4^2-] = 4.41 * 10^(-139) M

Tổng nồng độ các ion Cu2+ và OH- trong dung dịch là:
[Cu2+] + [CuOH] + [Cu(OH)2] + [Cu(OH)3-] + [Cu(OH)4^2-] + [OH-]
= (6.3 * 10^(-36)) + (5.89 * 10^(-45)) + (5.43 * 10^(-56)) + (4.94 * 10^(-89)) + (4.41 * 10^(-139)) + (0.0001)
≈ 0.0001 M

Vậy, độ tan của CuS trong dung dịch có pH 10 là khoảng 0.0001 M.