TEMA 11TEMA 11

REACCIONS REACCIONS DE DE

SOLUBILITAT -PRECIPITACIÓSOLUBILITAT -PRECIPITACIÓ

(equilibri heterogeni)(equilibri heterogeni)

2n BATXILLER PROFESSOR: JOSÉ Mº BLEDA

CONCEPTES BÁSICSCONCEPTES BÁSICS11

Quan dissolem un solut (sòlid) en un dissolvent, aplega un moment en el que la dissolució ja no admet més solut en dissolució i comença a precipitar (cristal·litzar). En aquest punt la dissolució es diu que conté la màxima quantitat de solut que pot dissoldre, a una temperatura donada, i s’anomena DISSOLUCIÓ SATURADA, complint-se:

VDISSOLUCIÓ = VCRISTAL·LITZACIÓ

En una dissolució satura entre el sòlid que cristal·litza i els ions presents en la dissolució s’estableix un EQUILIBRI

CRISTALL (s) ↔ IONS (aq)

Respecte a una determinada quantitat de dissolvent fa referència a la quantitat de solut que cal per a formar una dissolució saturada, o siga a la màxima quantitat de solut que es pot dissoldre, és per tant la concentració de la dissolució saturada, qué és la dissolució més concentrada possible.

Si dissolem menys quantitat

DISSOLUCIÓ INSATURADA

Formes d’expressar la solubilitat

grams solut / 100 mL dissolvent grams solut / L dissolució mols solut / L dissolució (M)Si queda solut sense dissoldre

DISSOLUCIÓ SOBRESATURADA

SOLUBILITAT

DISSOLUCIÓ SATURADA

PRODUCTE DE SOLUBILITATPRODUCTE DE SOLUBILITAT22 AgCl (s) ↔ Ag+ (aq) + Cl- (aq)

KPS = [Ag+]e ·[Cl-]e

Bi2S3 (s) ↔ 2 Bi3+ (aq) + 3 S2- (aq)

KPS = [Bi3+]2

e ·[S2-]3

e

Exercici 1 pag 255

RELACIÓ ENTRE s i Kps

AgCl (s) ↔ Ag+ (aq) + Cl- (aq)[ ]i - - -[ ]e - s s

Kps= [Ag+]·[Cl-]= s·s = s2

psKs

Bi2S3 (s) ↔ 2 Bi3+ (aq) + 3 S2- (aq)[ ]i - - -[ ]e - 2s 3s Kps= [Bi3+]2·[S2-]3 = (2s)2·(3s)3 = 108·s5

5

108psK

s

Si Kps disminueix, la solubilitat (s) també disminueix, o siga la sal és més insoluble

FORMACIÓ DE PRECIPITATS

Q = KPS Equilibri: dissolució saturada

Q > KPS Evoluciona R P i PRECIPITA

Q < KPS Evoluciona R P dissolució insaturada

Si es mesclen dos dissolucions que contenen dos ions que poden formar una sal insoluble es formarà

precipitat si ….

Una dissolució de KI (conté ions K+ i I-) si es

mescla amb una dissolució de Pb(NO3)2

(conté ions Pb2+ i NO3-) pot

fer que precipite una sal insoluble de PbI2

PROBLEMESPROBLEMES Passar la solubilitat de g/L a mol/L i viceversa1. La solubilitat del MgF2 és 0’0012 M. Expressa-la en g/L.2. Es preparen 200 mL d’una dissolució saturada de fosfat de plata. Quan s’evapora

el dissolvent queda un residu sec de 3,2 mg. Quina és la solubilitat del fosfat de plata en mol/L

Càlcul de la solubilitat d’una sal a partir del producte de solubilitat

1) Quina sal és més soluble el AgCl (Kps=1,76·10-10) o el Ag2CrO4 (Kps=1,1·10-12) 2) Exercici ressolt de la pag 255.3) Exercici 20, 22, 24 de la pag 270 Càlcul del producte de solubilitat a partir de la solubilitat1) Exercici 2 de pag 2552) *Exercici 27 de la pag 2703) *Determina el pH d’una dissolució saturada de Mg(OH)2 Sol: pH=10'2 Càlcul de la concentració d’un ió (pot ser tambè pH) que

cal per a precipitar un altre ió de concentració coneguda1) * Exercici 3 de la pag 257.2) Exercici *17, *26, 33b i 35a, *36 de la pag 270-2713) Exercici 5 ressolt de la pag 2614) *Una dissolució és 0’2M de Cl- i 0’1M de CrO4

2-. Afegim gota a gota una dissolució de AgNO3 (aq). Quina sal precipitarà en primer lloc? Kps(AgCl)=1’1·10-10; Kps(Ag2CrO4)=1’9·10-12

Esbrinar si la mescla de dos dissolucions forma o no precipitat.

1. Exercici ressolt 2 i 4 de la pag 2572. Exercici 31 i 32 de la pag 271

FACTORS QUE AFECTEN A LAFACTORS QUE AFECTEN A LASOLUBILITATSOLUBILITAT33

3.1. Efecte de la temperatura.3.1. Efecte de la temperatura.

Afecta a KPS, doncs és una constant d’equilibri.

Còm? Principi de Le Chatelier

• Si Hºdis > 0. Si T evoluciona R→P i KPS s

• Si Hºdis < 0. Si T evoluciona R←PiKPS

s

AB (s) A+ (aq) + B- (aq) Hºdis = ?

3.2. Efecte de l’ió comú.3.2. Efecte de l’ió comú.

La solubilitat d’una sal disminueix en presència d’un segon solut que proporcione un ió comú.

PbI2 (s) Pb2+ (aq) + 2 I- (aq) KI (s) K+ (aq) + I- (aq)

Ió comú

s (PbI2 en aigua) = 1.210-3 Ms (PbI2 en una dissolució 0.1 M de KI) = 7.110-7 M

Com [I-] l’equilibri evoluciona segons el P. Le Chatelier de R P, formant-se més precipitat i disminuint la solubilitat.

3.3. Efecte del pH.3.3. Efecte del pH.

Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) + 2 OH- (aq)

Si el pH disminueix menor [OH-] l’equilibri evoluciona RP major solubilitat

Aquest efecte també apareix en totes les sals amb un anió amb caràcter bàsic.

CaF2 (s) Ca2+ (aq) + 2 F- (aq) (1)

F- (aq) + H2O (l) HF (aq) + OH- (aq) (2)

La solubilitat de les sals que contenen anios bàsics augmentaquan el pH disminueix.

Si el pH disminueix el 2º equilibri evoluciona RP i fa desaparèixer a l’ió F-. La desaparició d’aquest ió en el 1º equilibri fa que evolucione RP, augmentant la solubilitat de la sal

3.4. Formació d’ions complexos.3.4. Formació d’ions complexos.

Un ió metàl·lic pot unir-se a una mol·lècula o ió i formar un nou ió anomenat ió complex.

Ag+ (aq) + 2 NH3 (aq) Ag(NH3)2+ (aq)

Ió complex

Exemple: Si addicionen NH3 a una dissolució de AgCl. com l’equilibri 1 el fa desaparèixer, l’equilibri de solubilitat evolucina R→P i augmenta la solubilitat

AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)

Els equilbris dels ions complexos competeixen amb els equilibris de solubilitat de forma que els ions metàl·lics que formen ions complexospoden ser parcialment eliminats de l’equilbri de solubilitat i fer que aquest evolucione RP, augmentant la solubilitat de la sal.

Precipitat AgCl (s)

Dissolució saturada: Ag+(aq) i Cl- (aq)Disolución

Ag(NH3)2+ (aq) i Cl- (aq)

PROBLEMES 2PROBLEMES 2

Solubilitat i efecte d’ió comú1. Exercici ressolt 3 de la pag 259.2. Exercici 5 de la pag 259.3. Exercici 23 de la pag 2704. Factors que modifiquen l’equilibri de solubilitat.5. Exercici 6 de la pag 2596. Exercici 21 de la pag 2707. Exercici 6, 7, 9 i 10 d’autoavaluació de la pag 273.

Gravimetries1. Exercici ressolt 6 de la pag 2632. Exercici 41 de la pag 2723. Per a determinar el contingut de Na2SO4 en una mostra es van

dissoldre 2 g amb aigua, es va fer reaccionar amb Ba(OH)2, obtenint-se 2,46 g de BaSO4 precipitat. Quin és el % de sulfat de sodi en la mostra ?

FORMACIÓ DE CARIES

Esmalte dental: hidroxiapatita

Ca10(PO4)6(OH)2 (s) Ca2+ (aq) + 6 PO43- (aq) + 2 OH- (aq)

Els àcids de la boca eliminen OH- i desplacen l’equilibri RP, fent que es dissolga l’esmalte. Si s’afegeix flúor l’ió F- forma fluoroapatitaCa10(PO4)6F2 (s) que recobreix l’esmalte i resisteix millor als àcids.

FORMACIÓ D’ESTALACTITES I FORMACIÓ D’ESTALACTITES I ESTALAGMITESESTALAGMITES

CO2 (g) + H2O (l) + CaCO3 (s) ↔ Ca2+ (aq) + 2 HCO3-

(aq) El líquid que goteja en les

coves és una dissolució aquosa que conté Ca2+ i HCO3-. Quan la gota s’evapora (s’elimina aigua) l’equilibri evoluciona R P formant CaCO3 que forma les estalactites.

PAPILLA DE SULFAT DE BARI EN PAPILLA DE SULFAT DE BARI EN RAIGS XRAIGS XBaSO4 (s) ↔ Ba2+ (aq) + SO4

2- (aq)

Els ions de bari Ba2+ són molt tòxics, malgrat aixó, el sulfat de bari s’usa com a mitjà de contrast en les radiografies de l’aparell digestiu. El pacient ingereix per via oral un preparat de la sal, abans d’exposar-lo a l’acció del RX, i no patix cap intoxicació perque el sulfat de bari és molt insoluble i la solubilitat del bari és de 10-5 M.