equilibrio de solubilidad y precipitación

1. TEMA 11TEMA 11
REACCIONSREACCIONS
DEDE
SOLUBILITAT -PRECIPITACIÓSOLUBILITAT -PRECIPITACIÓ
(equilibri heterogeni)(equilibri heterogeni)
2n BATXILLER PROFESSOR: JOSÉ Mº
BLEDA

2. CONCEPTES BÁSICSCONCEPTES BÁSICS
11
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)

3. 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

4. PRODUCTE DE SOLUBILITATPRODUCTE DE SOLUBILITAT
22
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

5. 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
108
psK
s =
Si Kps disminueix, la solubilitat (s) també disminueix,
o siga la sal és més insoluble

6. 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

7. PROBLEMESPROBLEMES
 Passar la solubilitat de g/L a mol/L i viceversa
1. 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 solubilitat
1) Exercici 2 de pag 255
2) *Exercici 27 de la pag 270
3) *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 coneguda
1) * Exercici 3 de la pag 257.
2) Exercici *17, *26, 33b i 35a, *36 de la pag 270-271
3) Exercici 5 ressolt de la pag 261
4) *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 257
2. Exercici 31 i 32 de la pag 271

8. FACTORS QUE AFECTEN A LAFACTORS QUE AFECTEN A LA
SOLUBILITATSOLUBILITAT33
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←P i KPS ↓ s ↓
AB (s) ↔ A+
(aq) + B-
(aq) ∆Hºdis = ?

10. 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) = 1.2⋅10-3
M
s (PbI2 en una dissolució
0.1 M de KI) = 7.1⋅10-7
M
Com [I-
] ↑ l’equilibri evoluciona
segons el P. Le Chatelier de
R ← P, formant-se més
precipitat i disminuint la
solubilitat.

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

12. 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 complexos
poden ser parcialment eliminats de l’equilbri de solubilitat i fer que
aquest evolucione R→P, augmentant la solubilitat de la sal.

13. Precipitat AgCl (s)
Dissolució saturada: Ag+
(aq) i Cl-
(aq)
Disolución
Ag(NH3)2
+
(aq) i Cl-
(aq)

14. PROBLEMES 2PROBLEMES 2
 Solubilitat i efecte d’ió comú
1. Exercici ressolt 3 de la pag 259.
2. Exercici 5 de la pag 259.
3. Exercici 23 de la pag 270
4. Factors que modifiquen l’equilibri de solubilitat.
5. Exercici 6 de la pag 259
6. Exercici 21 de la pag 270
7. Exercici 6, 7, 9 i 10 d’autoavaluació de la pag 273.
 Gravimetries
1. Exercici ressolt 6 de la pag 263
2. Exercici 41 de la pag 272
3. 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 ?

15. FORMACIÓ DE CARIES
Esmalte dental: hidroxiapatita
Ca10(PO4)6(OH)2 (s) ↔ 10 Ca2+
(aq) + 6 PO4
3-
(aq) + 2 OH-
(aq)
Els àcids de la boca eliminen OH-
i desplacen l’equilibri R→P, fent
que es dissolga l’esmalte. Si s’afegeix flúor l’ió F-
forma fluoroapatit
Ca10(PO4)6F2 (s) que recobreix l’esmalte i resisteix millor als àcids.

16. FORMACIÓ D’ESTALACTITES IFORMACIÓ 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.

17. PAPILLA DE SULFAT DE BARI ENPAPILLA DE SULFAT DE BARI EN
RAIGS XRAIGS X
BaSO4 (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.