Equilibris iònics heterogenis

SOLUCIONARI
Unitat 6. Equilibris iònics heterogenis
Qüestions inicials •
Quan diem que una substància és soluble o insoluble?

Unitat 6

Entenem per substàncies insolubles les que el sòlid en dissolució està totalment dissociat en els ions respectius. En les substàncies insolubles, en canvi, el sòlid en dissolució està en equilibri amb els seus ions.

•

Sabíeu que els ossos del coshumà estan formats per una sal insoluble? Quina? El fosfat de calci és un dels components de l’esquelet humà. Ha de ser un compost insoluble, ja que si no es dissoldria i no tindríem consistència.

• • •

En les pel·lícules fotogràfiques en blanc i negre intervé un compost insoluble. Sabríeu dir quin? El bromur d’argent. Els pigments de les pintures, són substàncies insolubles? Normalment no hosón. Per què a les resistències dels aparells electrodomèstics i a les aixetes es forma una capa de carbonat de calci? Perquè l’equilibri CaCO3(s) + CO2 + H 2O $ Ca(HCO3)2(aq) # és exotèrmic i si augmenta la temperatura, l’equilibri es desplaça en el sentit endotèrmic i precipita carbonat de calci.

•

Fer precipitar una substància insoluble, seria un bon mètode per separar-la? En realitat ésel mètode que es fa servir en les depuradores fisicoquímiques i en molts altres processos industrials.

Qüestions i problemes
1. El rovell que afecta els materials de ferro es pot considerar que és una barreja d’òxids. Si considerem l’equilibri heterogeni següent: Fe3O4(s) + CO (g) $ 3 FeO(s) + CO2(g) # com hi afectaria un augment de la pressió? Un augment de la pressió no afectarial’equilibri, ja que no hi ha variació en el nombre de mols gasosos. 2. a) L’espat de fluor és el fluorur de calci, que s’utilitza a la metal·lúrgia com a fundent; és a dir, és una sal que rebaixa el punt de fusió dels metalls. Aquesta sal és molt poc soluble. Escriviune l’expressió del producte de solubilitat. b) Els càlculs renals són majoritàriament de fosfat de calci. Escriviu-ne l’expressió del producte desolubilitat. a) Ks (CaF2) = [Ca 2+] [F–]2 b) Ks [Ca3(PO4)2] = [Ca 2+]3 [PO43–]2 3. Té sentit parlar d’una Ks = 4 · 10 13? No, ja que té un valor molt elevat, cosa que representaria que el sòlid estaria molt dissociat en els respectius ions en dissolució, i, per tant, seria molt soluble.

McGraw-Hill/Interamericana de España, S.A.U

Química 2. Batxillerat

4. Escriviu l’expressió delproducte de solubilitat del carbonat de plata i del carbonat de coure(II) i indiqueu, fent els càlculs corresponents, quin dels dos productes és més soluble en aigua a 25 °C. Dades: Productes de solubilitat a 25 °C: Ks carbonat de plata = 6 · 10–12 Ks carbonat de coure(II) = 2 · 10 –10 Ks [Ag2CO3] = [Ag +]2 [CO32–] Ks [CuCO3] = [Cu 2+] [CO32–] Ag2CO3(s) $ 2 Ag+(aq) + CO32–(aq) # s 2s s Ks [Ag2CO3] = [Ag+]2 [CO32–] = (2s)2 · s = 4s3 6 · 10 –12 = 4s3 s=
3

6 · 10 –12 ———— 1,14 · 10 –4 mol · dm –3 4

CuCO3(s) $ Cu2+(aq) + CO 32–(aq) # s s s Ks [CuCO3] = [Cu 2+] [CO32–] = s · s = s2 2 · 10 –10 = s2 s = 2 · 10–10 = 1,41 · 10 –5 mol · dm –3 El producte més soluble és el carbonat de plata, ja que s = 1,14 · 10 –4 mol · dm –3. 5. A la temperatura de 25 °C, el producte de solubilitat del iodat deplom(II) és de 3,3 · 10–14. Calculeu la massa de iodat de plom que es pot dissoldre en 100 L d’aigua a la mateixa temperatura. R: 1,126 g. Pb(IO3)2(s) $ Pb2+(aq) + 2 IO 3–(aq) # s s 2s Ks [Pb(IO3)2] = [Pb 2+] [IO3–]2 = s · (2s)2 = 4s3 3,3 · 10 –14 = 4s3 s=
3

3,3 · 10 –4 ————— = 2,02 · 10–5 mol · dm –3 4

2,02 · 10 –5 mol Pb(IO3)2 557,2 g Pb(IO 3)2 100 L · ––––––––––––––––––––– ·––––––––––––––– = 1,126 g Pb(IO3)2 1L 1 mol Pb(IO 3)2 6. Calculeu: a) La solubilitat de l’oxalat de coure(II) en mg · dm –3. b)El nombre d’ions coure(II) existents en 1 cm3 d’una dissolució saturada d’oxalat de coure(II) a 25 °C. Dades: Ks (CuC2O4 a 25 °C) = 2,9 · 10–8 R: a) 25,75 mg · dm–3 ; b) 1,023 · 1017 ions. a) CuC2O4(s) $ Cu2+(aq) + C2O42–(aq) # s s s Ks [CuC2O4] = [Cu 2+] [C2O42–] = s · s = s2 2,9...