Equilibrio

UNITAT:

EQUILIBRIS IÒNICS
HETEROGENIS

1. Equilibris iònics heterogenis
Dins dels equilibris heterogenis, n’existeixen uns de particulars anomenats
equilibris iònics heterogenis o equilibris de precipitació.
Un equilibri iònic heterogeni és un equilibri sòlid-líquid que s’estableix quan un
sòlid iònic es dissol en aigua. Alguns exemples de sòlids iònics són el clorur de
sodi (NaCl),el cromat d’argent (Ag2CrO4), el clorur d’argent (AgCl), etc.
Els sòlids iònics també reben el nom de sals. En les sals, els anions i els
cations es troben units fortament en l’estructura sòlida mitjançant forces
electrostàtiques.1 En contacte amb aigua, però, les sals es dissocien en els
seus respectius ions (s’ionitzen) com mostren les equacions següents. Això és
possible gràcies al granpoder de l’aigua com a dissolvent, que no es motiu
d’estudi en aquests moments (Figura 1).
NaCl  Na (aq)  Cl (aq)
AgCl  Ag  (aq)  Cl (aq)
Ag 2CrO4  2 Ag  (aq)  CrO2 (aq)
4

H2O

Figura 1. L’estructura altament ordenada del cristall iònic es trenca en presència d’aigua. Es
diu que la sal s’ha dissolt.

Si s’afegeixen quantitats creixents d’una sal a un recipient amb aigua is’agita,
mantenint la temperatura constant, arriba un moment en què el sòlid afegit
queda sense dissoldre’s per molt que s’agiti. En aquest punt s’ha establert un
equilibri heterogeni entre el sòlid no dissolt i els seus ions en dissolució, que es
pot representar així:
1

Les càrregues de diferent signe s’atrauen fortament, com és el cas d’un anió i un catió.

NaCl (s)

Na (aq)  Cl (aq)AgCl (s)

Ag (aq)  Cl (aq)

Ag2CrO4 (s)

2 Ag (aq)  CrO2 (aq)
4

La reacció directa és de dissolució i la inversa de precipitació. El sòlid que
queda al fons del recipient rep el nom de precipitat.

La quantitat de sal que cal afegir a una certa quantitat d’aigua, que es troba a
una determinada temperatura, per arribar a establir un equilibri iònic hete rogeni
depèn de lanaturalesa de la sal. Concretament de la seva solubilitat en aigua.
Per exemple, la Figura 2 mostra que pel clorur de sodi, NaCl, addicionar 20 g
de sòlid a 100 g d’aigua no és suficient per assolir l’equilibri heterogeni a
temperatura ambient, tot el sòlid es dissol. En canvi, si afegim 45 grams més de
NaCl al mateix recipient, s’estableix un equilibri entre els ions en dissolució i 9 g
desòlid que resten sense dissoldre’s.

+
20 g NaCl

100 mL aigua a 25C

+
45 g NaCl

100 mL aigua a 25C

9 g de NaCl no dissolts.

Figura 2. No s’estableix un equilibri de precipitació fins que s’ha addicionat suficient sòlid iònic.
Aquesta quantitat depèn de la solubilitat en aigua de la substància a la temperatura de treball.
En el cas del NaCl es poden dissoldre 36 g de sal en 100mL d’aigua a la temperatura de
l’experiment.

Com el propi nom indica, els equilibris iònics heterogenis són equilibris, per tant
es treballa amb ells segons les lleis de l’equilibri químic.

Exemple 1. Indica quines de les reaccions en equilibri següents són
homogènies i quines heterogènies. Dins les heterogènies especifica si es
tracta d’equilibris iònics heterogenis.
a) H2 (g)  O2 (g)b) CuCO3 (s)
c) BaF2 (s)

H2O (g)
CuO (s)  CO2 (g)
Ba2 (aq)  2 F (aq)

d) CH3COOH (aq)  H2O (l)
e) AgBr (s)

CH3COO (aq)  H3O (aq)

Ag (aq)  Br  (aq)

Només la reacció a) és un equilibri homogeni, ja que tant els reactius com els
productes es troben en fase gas.
La resta són heterogenis perquè trobem espècies en diferent fase.
Resulta molt senzill identificar elsequilibris iònics heterogenis, ja que el reactiu
ha de ser un únic sòlid iònic i els productes els seus ions respectius dissociats
en aigua. Així, els equilibris iònics heterogenis són les reaccions c) i e).

Activitats proposades:
1. Explica com té lloc la dissolució d’un sòlid iònic en aigua.

2. Una dissolució de Ca(OH)2 conté 1.8·10-3 mols de compost per cada 100
mL de dissolució a 25...