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EQUILIBRIOS DE SOLUBILIDAD

Problemas.
Ordenar de mayor a menor solubilidad los siguientes compuestos de cobre: Cu(OH)2 , CuCO3 , CuS, Cu2 [Fe(CN)6] y CuSO4.
Investigar cómo afectan a la solubilidad de sales poco solubles factores como la temperatura, el ión común y el pH.

Introducción:
La solubilidad de un compuesto químico se puede definir como la máxima cantidad de dicho compuesto,expresada en gramos, que puede disolverse en 100 mL de agua a una temperatura constante. En general, el comportamiento de estas dos variables es lineal: a mayor temperatura, la solubilidad aumenta. Los datos encontrados en la bibliografía están reportados a 25°C.

Un soluto formado por iones, al disolverse en agua, da lugar a cationes hidratados y aniones hidratados. En el caso particular, y muycomún, de las sales iónicas que son sólo ligeramente solubles, se suele cuantificar su solubilidad mediante el estudio del siguiente equilibrio:
MX (s) M+ (ac) + X- (ac)

La concentración del sólido se considera constante, lo que da como resultado una expresión de la constante de equilibrio de esta forma:

Kps = [M+ ] [X- ]

A esta constante de equilibrio sele conoce como constante del producto de solubilidad, o simplemente producto de solubilidad.

A la concentración de cada uno de los iones que permanece en la disolución cuando se precipita el sólido, se le llama solubilidad de ese ión.

Los factores que afectan la solubilidad son la temperatura, el ión común y el pH.

La forma de calcular la solubilidad empleando el valor de la constante delproducto de solubilidad es la siguiente:
a) AgCl:
Kps = [Ag+ ] [Cl- ] = 1.6 x 10-10
En una disolución saturada de AgCl, la pequeña cantidad de Ag+ que se encuentra disuelta en agua, es igual a la cantidad de Cl- que se encuentra disuelta, es decir
[Ag+ ] = [Cl-]. Por consiguiente:
AgCl (s) Ag+(ac) + Cl- (ac)
S SKps = [Ag+ ] [Cl- ]
Kps = (S) (S)
Kps = S2
S = √ Kps = √ 1.6 x 10-10 = 1.26 x 10-5 M
Es decir, la solubilidad o concentración tanto del ión Ag+ como del ión Cl- en esa disolución es de 1.26 x 10-5 M.
b) CaF2 :
Kps = [Ca2+ ] [F- ]2 = 3.9 x 10-11
En unadisolución saturada de CaF2 hay dos iones F- por cada ión Ca2+. Esto significa que la concentración de F- es el doble de la concentración de Ca2+. Es decir, [F-] = 2 [Ca2+], o bien [Ca2+] = ½ [F-]. Por lo tanto para calcular la concentración de iones Ca2+, disueltos en una disolución saturada de CaF2 (la solubilidad de Ca2+):
CaF2 (s) Ca2+ (ac) + 2 F- (ac)S 2S
Kps = [Ca2+ ] [F- ]2
Kps = (S) (2S)2
Kps = 4S3
S = 3√ Kps / 4 = 3√ 3.9 x 10-11 / 4 = 2.136 x 10-4 M

Tarea previa:

1. El yoduro de plomo es muy poco soluble. Para este caso tendríamos la reacción:

PbI2 (s) Pb2+ (ac) + 2 I- (ac)

¿Cuál es la expresión parala Kps del yoduro de plomo? (su valor es de 1.4 x 10-8).


2. ¿Qué es una disolución saturada?

3. Considerar una disolución saturada de CaF2 en la cual se ha establecido el equilibrio:
CaF2 (s) Ca2+ (ac) + 2 F- (ac) Kps = 3.9 x 10-11
a) Si la solubilidad del ión F- en esta disolución saturada es de 4.27 x 10-4 M ¿Cuál es la concentración molar del Ca2+ en dichasolución?
b) Calcular la concentración molar de Ca2+, si a esta disolución saturada se le agrega NaF de modo que la concentración total de fluoruros sea 0.1 M.


c) Comparar las dos concentraciones molares y explica la marcada diferencia.


4. ¿Cuál es la solubilidad de los iones Ag+ y CrO42- en una disolución saturada de Ag2CrO4 si su Kps = 1.12 x 10-12?


Reactivos:...