TEMA VII: SOLUBILIDAD

Transcripción

1 TEMA VII: SOLUBILIDAD La fuerza que atiee a lo ioe e lo udo de ua red critalia, o uy itea por lo que eto copueto olo erá oluble e diolvete uy polare tale coo el agua, aoiaco líquido, ahídrido ulfuroo... etc. El proceo de diolució coite e que la olécula polare del diolvete ejerce ua fuerte atracció obre lo ioe de la red critalia y e orieta alrededor de lo ioe de la cara del crital. La atracció ejercida obre lo ioe, tiede a acarlo de u poicioe e la red y llevarlo a la diolució. Ua vez e la diolució, lo ioe e rodea de ua capa de olécula de diolvete que le ipide volver de uevo a la red critalia. Lo ioe rodeado de la capa de olécula de diolvete, e dice que etá olvatado y i el diolvete e agua, e dice que etá hidratado. Para diolver ua al, hay que roper lo elace ióico, para lo cual hay que vecer la eergía reticular de la al. Para ello e cueta co la etalpía de hidratació de lo ioe, que e la eergía que e deprede debido a la atracció etre lo ioe de la al y lo del agua. Cuato á grade ea H h, y eor la eergía reticular, tato á oluble erá la al, y vicevera. E geeral la etalpía de hidratació uele er eore que la eergía reticulare, por lo que para favorecer la diolució e eceario uiitrar eergía. Eto o idica que el proceo de diolució e edotérico y que la ayoría de la ale tiee ua olubilidad que aueta co la teperatura. E u hecho coocido que cuado e agita ua diolució e favorece el proceo, e decir, el proceo de diolució aueta co el deorde, co la etropía. E reue, lo factore que deteria la olubilidad de u copueto o: Teperatura: Si T aueta, S aueta. S > 0 Aueta la Solubilidad Variació de Etropía: S < 0 Diiuye la olubilidad Grade Aueta la Solubilidad Taaño de lo Ioe: Pequeño Diiuye la Solubilidad Pequeña Aueta la Solubilidad Deidad de Carga: Grade Diiuye la Solubilidad Grade Sutacia ióica uy oluble Cte. dieléctrica del edio: Pequeña Sutacia ióica o oluble Coidereo que ua al e oluble cuado u cocetració e diolució e uperior a 0,1 M, (diolució aturada), ietra que e coidera ioluble o poco oluble cuado dicha cocetració o upere lo 0,01M. 1.- SOLUBILIDAD Se defie Solubilidad, (S), a la catidad de oluto (e ete cao al) que e diuelve e ua catidad de diolvete a ua T dada. Quíica - Solubilidad Raúl G.M

2 Depediedo de ea catidad, la diolucioe puede er: Diluida: Si la proporció de al repecto a la de diolvete e uy pequeña. Cocetrada: Si la proporció de al repecto a la de diolvete e alta. Saturada: Si la catidad de al e áxia. Si añadio á al, éta o e diuelve. E reue podeo decir que exite do tipo de ale, la oluble (totalete diociada e u ioe) y la poco oluble. El Cloruro ódico, NaCl, e por ejeplo ua al oluble, ietra que el cloruro de plata, AgCl, e ua al uy poco oluble Que utacia o oluble y cuale o. Auque e difícil predecir la olubilidad de lo copueto, lo que ocurre e lo cao á corriete e lo iguiete: Todo lo ioe egativo da copueto oluble co lo alcalio, alcaliotérreo, H (aq) y NH 4. Lo itrato y lo acetato o todo oluble. Lo Cloruro, Brouro y yoduro o oluble, excepto lo de Ag, Pb, Hg y Cu. Lo Sulfato o oluble todo, eo lo de Ba, Sr y Pb. Lo Sulfuro o ioluble, eo lo alcalio y alcaliotérreo y de Aoio. El ió hidroxilo OH - fora copueto ioluble, excepto co lo ioe alcalio, alcaliotérreo, H (aq) y NH 4. Lo Fofato, lo Carboato y lo Sulfito o todo ioluble, eo lo alcalio y aoio. 2.- EL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD Supogao ua diolució aturada de ua al que coiderareo prácticaete ioluble. A B () A B Ete equilibrio heterogéeo etá totalete deplazado a la izquierda. Aplicado la ley del equilibrio, teeo que: [ A ] [ B Kc = [ A B ] ] Coo la [A B ] peraece cotate porque la al e u ólido, lo podeo icluir e la cotate de equilibrio. c K [ A B ] = [ A ] [ B ] K = [ A ] [ B ] Dode e la cotate del producto de olubilidad, y e defie coo el producto de la cocetracioe de lo ioe de ua al ioluble aturada, elevado a u repectivo coeficiete etequioétrico. K = [ A ] [ B ] Quíica - Solubilidad Raúl G.M

3 , coo la deá cotate de equilibrio olo varía co la Teperatura. 3.- CALCULO DE K A PARTIR DE LA SOLUBILIDAD La olubilidad de ua al poco oluble e agua, e igual u cocetració. Si e upoe que e ioiza por copleto, el valor de puede calculare a partir de la olubilidad. A B () A B A B A B - Cocetració Iicial Cocetració e Equilibrio S S E ete equilibrio: De dode: K = [ A ] [ B ] = ( S ) ( S ) = S S = K Ejeplo: Reacció AgCl Ag Cl - Cocetració e Equilibrio = [ Ag ] [ Cl ] = S 2 = S Reacció Cu 2 S 2Cu S 2- Cocetració e Equilibrio Reacció Al(OH)3 Al 3 3OH - Cocetració e Equilibrio K 3 = [ Cu ] [ S ] = 4 = = [ Al ] [ OH ] = 27 = REACCIONES DE PRECIPITACION So la reaccioe que e produce etre ioe diuelto para forar u copueto ioluble. Supogao ua diolució de Nacl y otra de AgNO 3 E diolució acuoa e diocia e u ioe: NaCl AgNO Na Cl 3( Ag NO3 Quíica - Solubilidad Raúl G.M

4 Si la uio: NaCl AgNO NaNO AgCl 3 3 ( ) El cloruro de plata AgCl precipita (e olidifica) porque e ioluble. 5.- FORMACION DE PRECIPITADOS La precipitació coite e la aparició de ua fae ólida (precipitado) e el eo de ua diolució, al ezclare do diolucioe, cada ua de la cuale poee u ió de ua al ioluble. Partiedo de la diolució de ua al: AgCl ( ) Ag Cl Para que u copueto poco oluble precipite, el producto de la cocetracioe de lo ioe que lo fora o producto ióico, ha de er ayor que el producto de olubilidad. [ Ag ] [ Cl ] > Si el producto ióico e eor que el producto de olubilidad, el copueto etará diuelto [ Ag ] [ Cl ] < Si el producto ióico e igual al producto de olubilidad, etá e equilibrio y la cocetracioe correpode a ua diolució aturada. [ Ag ] [ Cl ] = Factore que ifluye e la precipitació Efecto de ió coú Si teeo ua diolució aturada de ua al y e añade ua diolució de al oluble co algú ió coú a la priera, e producirá la precipitació itatáea de la priera. Eto e debe a que al añadir u ió coú, aueta u cocetració y el equilibrio e deplazará hacia la al ólida i diolver (Le Chatelier). Ete efecto provoca ua diiució de la olubilidad de la al aturada. Ejeplo: El producto de olubilidad del ulfato de ploo (II) a 25 C e de 1, a) Cuál e u olubilidad e agua pura, expréala e g/l b) Cual e u olubilidad i añadio ua diolució de ulfato ódico 10-2 M El PbSO 4 e diocia egú la reacció: PbSO 2 Pb 2 SO ) Equilibrio E ete cao: [Pb 2 ]=[SO 4 2- ]= = 2 =1, De dode S=1, M Quíica - Solubilidad Raúl G.M

5 S=1, ol/l 303 g/ol=0,039 g/l Si añadio ulfato ódico, coo e u electrolito fuerte, por proveir de acido y bae fuerte, e diocia copletaete egú la ecuació: Ahora teeo: Na SO 2Na 2 SO 2 ) Iicial 0, Fial 0 2 0,01 0,01 PbSO 2 Pb 2 SO ) Equilibrio S S 0,01 Y =[Pb 2 ] [SO 4 2- ] = (0,01 ) =0,01 2 =1, De dode depreciado el tério 2 por er ucho á pequeño que 0,01, teeo: 6 = = 1,8 10 M 0,01 6 ol 4 que expreado e grao por litro: ' = 1, = 5,45 10 l g ol g l veo que la ueva olubilidad e eor que la aterior, por el efecto del ió coú Efecto Salio Cuado a ua diolució de al ioluble añadio ua diolució de al oluble, aueta la olubilidad de la priera debido a la fuerza de atracció etre ioe de igo cotrario. La al añadida o tiee que teer ioe coue co la priera al Cabio de Diolvete La olubilidad de ua utacia deteriada, depede del diolvete utilizado. Por ello e uy frecuete al cabio de diolvete, co objeto de iolubilizar u precipitado, o bie coeguir la eparació de otro forado iultáeaete. Aí, i a ua diolució acuoa de ulfato de calcio e añade etaol, el ulfato de calcio precipita. Tabié e logra co etaol la iolubilizació del ulfato de ploo (II) o la del yodato de bario. 6.- DISOLUCION DE PRECIPITADOS Ya abeo que toda al ioluble e ecuetra e equilibrio e diolució acuoa co lo ioe precedete de u diociació: A B () A B Si diiuio la cocetració de alguo de u ioe, el equilibrio e deplazará hacia la derecha, produciédoe la diolució total o parcial del precipitado (Le Chatelier). Eto e puede coeguir de varia aera: Quíica - Solubilidad Raúl G.M

6 Adició de diolvete: Aueta lo ioe e diolució y parte del ólido e olubiliza. Oxidació-Reducció de alguo de lo ioe iplicado e la foració del precipitado (Vereo e el capítulo iguiete). Adició de ácido Fuerte: Se diuelve precipitado de hidróxido o ale débile, por ejeplo, ulfuro, carboato, acetato, etc Ejeplo: Fe(OH) 3 (uy ioluble) HCl FeCl 3 3H 2 O CaCO 3 HCl CaCl 2 CO 2 H 2 O Quíica - Solubilidad Raúl G.M