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Equilibrios de Precipitación Conceptos generales Equilibrios de Precipitación Son equilibrios que ocurren cuando las sustancias tienen una solubilidad limitada y su solubilidad es excedida. Los iones que se encuentran en solución están en equilibrio con el material sólido. Son equilibrios por tanto que ocurren entre dos fases diferentes: -Una fase sólida: particularmente se trata de un sólido iónico poco soluble en agua, que permanece en contacto con la otra fase. - Una fase acuosa: es una solución saturada del “sólido”. Equilibrios de Precipitación • El precipitado tiene una determinada solubilidad a una temperatura dada, formándose así una solución saturada. • Una pequeña porción del compuesto sin disociar (menor al 0,1 %) está presente en la fase acuosa, y en general es despreciable. Constante del producto de solubilidad El equilibrio se rige por una constante denomina Kps. Siguiendo con el ejemplo anterior, supongamos el equilibrio para una sustancia AB (s): AB (s) ⇄ AB (aq) ⇄ A+ (aq) + B- (aq) Kps = [A+][B-] Nota: como se dijo antes, la cantidad de moléculas AB en solución es muy baja y depreciable en comparación con los iones A+ y B-: [A+] y [B-] >> [AB] Constante del producto de solubilidad • A menores valores de Kps más insoluble es un precipitado. • En efecto, una constante pequeña indica que las concentraciones de los iones en la solución saturada es baja. • El valor de la constante indica que si uno de los iones aumenta su concentración, el otro debe disminuir, y viceversa. Esto significa que [A+] y [B-] no son independientes, es decir si una aumenta la otra va a decrecer. Cociente de reacción del producto de solubilidad (Qps) Si mezclamos soluciones, conociendo las concentraciones iniciales, podemos evaluar si habrá o no precipitación en el sistema. Calculo de la solubilidad (s) Sabiendo que la solubilidad es la concentración de la sustancia disuelta, la relación entre el producto de solubilidad y la solubilidad de un compuesto iónico depende de su estequiometría: Constante del producto de solubilidad Supongamos una solución saturada de cloruro mercurioso: Siendo “s” la solubilidad molar, la concentración de una sustancia en solución saturada a una determinada T. Resolver… 1. Calcular la solubilidad molar de una solución saturada de Ag2CrO4. Kps = 1,12.10 -12 2. Se analiza una solución saturada de iodato de plomo en agua a 298K resultando [IO3 -]=9,029.10-5 M. Determinar el Kps del Pb(IO3)2. Factores que influyen en la solubilidad Existen diversos factores que influyen los equilibrios de precipitación tales como: - Efecto de ion común - Efecto salino o de la fuerza iónica - Efecto del pH - Efecto de agentes complejantes (Quelatovolumetrías) - etc Efecto del ion común El efecto del Ion común es el causante de la disminución de la solubilidad de un precipitado cuando se agrega a la solución en equilibrio un compuesto soluble que tiene uno de los iones del precipitado. La constante del producto indica que las concentraciones de los iones no pueden variar independientemente. Efecto del ion común Por ejemplo, tenemos una solución saturada de sulfato de bario y: • Si aumentamos la [Ba+2] por adición de una sal soluble como BaCl2, la [SO4 2-] deberá caer para mantener la constante de equilibrio; • Si adiciono un sulfato soluble, como Na2SO4,deberá caer la [Ba+2]. En otras palabras, la adición de un ion común resulta en una disminución en la solubilidad del electrolito poco soluble. Resolver… Calcular la solubilidad del BaSO4 en agua destilada y en una solución 0.01 M de Na2SO4. Kps = 1,1.10-10 Resolver… ¿Cuál será la solubilidad del cloruro de plata si añadimos nitrato de plata, sal soluble, hasta una concentración final 0,002 M? Kps = 1,7.10-10 Efecto Salino Un electrolito sin ningún Ion común con un sólido poco soluble hace que la solubilidad de ese sólido sea mayor de lo que es en agua debido a las atracciones electrostáticas que desplazan el equilibrio. Así la disociación del acido acético aumenta en presencia de cloruro de sodio. El efecto se cuantifica por medio del valor de la fuerza iónica, que tiene en cuenta la concentración y carga de dichos iones. Dicho efecto contribuye a disminuir las concentraciones efectivas de los iones en disolución constitutivos del precipitado favoreciendo así su disolución . Efecto de la acidez (a pH constante) Calcule la solubilidad molar del oxalato de calcio en una solución tamponada a pH = 4.0. Kps = 1,7.10-9 y Ka1 = 5,6.10 -2 Ka2 = 5,42.10 -5 Pasos sistemáticos Pasos sistemáticos Pasos sistemáticos
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