quimica


Equilibrios de solubilidad
IES La Magdalena.
Avilés. Asturias

Se dice que aparece un precipitado cuando en una disolución acuosa, y como consecuencia de una reacción química, se forma un compuesto sólido insoluble.
En la imagen de la derecha puede apreciarse un precipitado de Fe2(CO3)3, color marrón-anaranjado, formado tras la reacción de FeCl3 (ac) y Na2CO3(ac).
La ecuación molecularcorrespondiente podría escribirse:
Como puede observarse todos los compuestos que intervienen en la reacción son iónicos con lo cual en disolución acuosa estarán en forma iónica, luego podríamos escribir una ecuación iónica que describa más fielmente las especies presentes en la disolución:

Realmente solo los iones carbonato y hierro(III) participan en la reacción de precipitación; los ionescloruro y sodio permanecen siempre en disolución y reciben el nombre de iones espectadores. Como los iones espectadores están en ambos miembros de la ecuación podemos cancelarlos para mostrar la reacción de precipitación neta:

Las sales son compuestos iónicos, a pesar de lo cual muchas de ellas no son solubles en agua. Determinar si un compuesto va a ser soluble en agua no es fácil, ya que ladisolución de una sal en agua es un proceso complejo. De manera general podemos decir que la solubilidad es más probable:
Si los iones no tienen carga elevada. A mayor carga, mayor atracción y, por consiguiente, más dificultad para romper la red cristalina.
Si los iones no son muy pequeños. Iones pequeños hacen que la distancia entre cargas sea menor y esto condiciona (ley de Coulomb) que lafuerza de atracción sea mayor.
Ejemplos:
El NaCl es soluble, los iones tienen poca carga y son bastante grandes.
El AgCl, sin embargo, es muy insoluble debido, probablemente, a que el ión Ag+ es pequeño.
Los carbonatos de los metales alcalinos (Na2CO3, K2CO3 …) son solubles, probablemente debido a la pequeña carga de los cationes ,+1. Sin embargo, los carbonatos de los metales alcalino térreos ometales divalentes (CaCO3, PbCO3 …) son insolubles debido a la mayor carga de los cationes, que es ahora +2.
Idéntica razón sirve para justificar la solubilidad de los sulfuros de los metales alcalinos (Na2S, K2S…) frente a la elevada insolubilidad de los sulfuros de los metales divalentes (PbS, CuS…)
De forma general
Son solubles
Son insolubles
Las sales e hidróxidos de los metales alcalinosy (NH4)+
Las sales formadas por aniones con carga - 2 o superior y metales con carga +2 o superior:
Sulfatos, carbonatos, cromatos, fosfatos y sulfuros de metales distintos de los alcalinos y (NH4)+
Las sales de aniones con carga -1:
(NO3)-, (ClO3)-, (HCO3)-, Cl-,
Halogenuros de Ag+, Hg22+ y Pb2+
Los hidróxidos de metales con carga +2 o superior.




Cuando decimos que una sustanciaes insoluble en agua, realmente queremos expresar que su solubilidad es muy pequeña, ya que todas las sustancias se disuelven (aunque su solubilidad sea prácticamente inmedible) hasta que la disolución se satura.
Por tanto, en el caso de sales poco solubles, una pequeña parte se encuentra disociada en sus iones, mientras que la mayor parte permanece en estado sólido, estableciéndose un equilibriodinámico entre la parte disuelta y la fase sólida o precipitado.
Para un equilibrio general del tipo:

Podemos escribir la expresión de la constante de equilibrio correspondiente que se reducirá al producto de las concentraciones de los iones en disolución.
La constante para este tipo de equilibrios recibe el nombre de constante del producto de solubilidad o, simplemente, producto desolubilidad:


Ejemplos:








La constante del producto de solubilidad se puede relacionar fácilmente con la (muy pequeña) solubilidad(1) de los compuestos. Si suponemos que la solubilidad del AgCl es s (moles/L), podemos escribir:


Análogamente:







Ejemplo 1 (Oviedo. 2011-2012)
La solubilidad del cloruro de plata en agua es de 1,92 10-4 g de compuesto por 100 mL de...