Sulfetos severos em reações com ácido nítrico: questões 29 e 31 do exame

Análise das reações de sulfetos pretos de cobre, prata, mercúrio e chumbo com ácido nítrico concentrado. Regras de seleção de produtos e recomendações sobre como evitar erros no exame de Química (EGE).

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O que são sulfetos difíceis

Sulfetos difíceis, ou sulfetos pretos, são quatro sulfetos de metais pesados insolúveis: CuS (sulfeto de cobre(II)), Ag₂S (sulfeto de prata), HgS (sulfeto de mercúrio) e PbS (sulfeto de chumbo). Todos são de cor preta, o que se reflete no nome do grupo.

A principal característica desses compostos é a resistência à ação de ácidos não oxidantes. Com ácido clorídrico diluído, bromídrico e sulfúrico diluído, a reação de troca não ocorre: o íon sulfeto é retido na rede cristalina com muita firmeza e o gás sulfídrico não é liberado.

Ao mesmo tempo, os sulfetos negros participam ativamente de reações de oxirredução com oxidantes fortes. No ЕГЭ, praticamente sempre se trata da reação com ácido nítrico concentrado. O ácido sulfúrico concentrado e o ácido nítrico diluído, em regra, não são incluídos nas questões sobre esse tema.

Dois modelos de reação de oxirredução

Para cada sulfeto preto, são formalmente possíveis dois esquemas de oxidação:

Ambos os esquemas são quimicamente corretos, mas ao formular a resposta no EGE é importante escolher aquele que reflete a direção real do processo.

Critério termodinâmico para a seleção do produto

Qualquer reação tende a ocorrer de forma irreversível, ou seja, na direção da formação do produto menos solúvel — um precipitado ou gás. Esta é uma consequência da termodinâmica: a diminuição da concentração do produto em solução desloca o equilíbrio para a direita. Portanto, ao escolher entre dois modelos, escreve-se aquele em que há um composto insolúvel entre os produtos.

Caso especial: sulfeto de prata

O Ag₂SO₄ é formalmente um precipitado, portanto o primeiro modelo parece lógico. No entanto, em excesso de HNO₃ concentrado, o sulfato de prata neutro não se forma: ele se converte em um sal ácido solúvel — o hidrogenossulfato de prata. No EGE, sais ácidos não são esperados em tais equações, e a resposta com Ag₂SO₄ foi rejeitada por especialistas e levou a recursos.

A única opção segura de escrita é de acordo com o segundo modelo: os produtos da reação são AgNO₃, H₂SO₄, NO₂ e H₂O. O enxofre passa completamente para o ácido sulfúrico, e a prata forma um nitrato solúvel.

Recomendações de formatação para o EGE

Para a execução confiável das questões 29 e 31, recomenda-se seguir um esquema único:

Ao acertar os coeficientes, deve-se utilizar o método do balanço eletrônico: o enxofre doa 8 elétrons (−2 → +6), o nitrogênio aceita 1 elétron (+5 → +4 em NO₂).

Pontos-chave

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