PbCl (s) Pb (ac) + 2Cl (ac) K = [Pb ][Cl ] = 1,6 10

Transcripción

1 UNIDAD 10: Equilibrio de solubilidd y precipitción Problems resueltos selecciondos Problem El PbCl (s) no es un compuesto muy soluble en gu. PbCl (s) Pb (c) Cl (c) = [Pb ][Cl ] = 1, PS Clcule l concentrción de Pb (q), de Cl - (q) en el equilibrio y l solubilidd de est sl en gu expresd en mol dm -3 y en % p/v. Resolución: Pr resolver este problem debemos plnter, en primer lugr, los blnces de ms y ls relciones estequiométrics entre ls especies. Por cd mol de iones Pb que se disuelven, dos moles de Cl - psn l solución, lo que gener que: x [Pb ] = [Cl - ] (y que l sl es l únic fuente de estos iones). Si estmos en el equilibrio se cumple l relción dd por el, entonces: = 1,6x10-5 = [Pb ] x [Cl - ] = [Pb ] x ( x [Pb ]) = 4 x [Pb ] 3 Por lo que Pb = 3 = 0,0159 M y [Cl - ] = 0,0317 M 4 L solubilidd está dd por l cntidd de moles de sl que se disuelven. Puesto que por cd mol de sl que se disuelve, tmbién lo hce un mol de Pb, podemos decir que l solubilidd es igul l concentrción de plomo (II) en el equilibrio (0,0159 M). Ls uniddes de %p/v se definen como grmos de soluto por cd 100 ml de solución. Ahor vmos hcer el cmbio de uniddes sin usr regls de tres, de modo de disminuir el error por rrstre. L técnic que vmos utilizr implic l multiplicción por números que vlen 1 pero con ls uniddes correspondientes, por ejemplo si un mol de PbCl pes 78,106 g eso implic que: 78,106g =1 1mol entonces... mol g 1l 0,0159M = 0,0159 x 78,106 x x 100 = 0,44%p/v l mol 1000ml

2 Problem 5 Clcule l solubilidd del cromto de plt, Ag CrO 4, en: ) gu b) CrO 4 0,01 M c) AgNO 3 0,01 M Dto: p (Ag CrO 4 ) = 11,95 Qué conclusión obtiene de estos resultdos? Resolución: ) L solubilidd en gu pur se clcul de l mism mner que en ejercicios nteriores. Plntemos l estequiometrí del proceso. Ag CrO 4 <=> Ag CrO 4 - Si se disuelven S moles de l sl por litro de gu, hbrá en l solución S moles de plt y S moles de cromto por litro. De est mner y teniendo en cuent que el sistem está en equilibrio (suponemos que qued prte de l sl sin disolver) podemos plnter l relción dd por l constnte del producto de solubilidd (k). - = Ag CrO 4 Reemplzndo... 3 S= = ( ) = S S 4-5 6,55 10 M Not: el dto suministrdo es p y no. Pr convertir un mgnitud en l otr es preciso recordr l definición de px. px =-log X =10 ( X ) - px b) Cundo lgún ión es provisto por otr fuente distint de l sl que se disoci, los blnces son diferentes los plntedos en el punto (). Si se disuelven S moles por litro de l sl en un solución 0,01 M de CrO 4, obtendremos un concentrción de plt igul S, pero l concentrción de cromto hor será myor (S 0,01 M). Por lo que l plnter tenemos: ( ) ( 0,01M ) = S S Podrímos encontrr l solubilidd despejndo S, sin embrgo esto no es directo por trtrse de un ecución cúbic. Por suerte tenemos un ltentiv. Tl como

3 comprobremos l finl de este ejercicio (o tmbién medinte el principio de Le Châtelier) l solubilidd de un sl prcilmente soluble siempre es menor en un solución conteniendo un ión común con l mism. Esto se llm efecto de ión común, y nos -5 permite firmr que S 6,55 10, cul nos hbilit hcer el siguiente desprecio o proximción: S 0,001M 0,001M. De est mner podemos obtener l solubilidd sin necesidd de resolver un ecución cúbic. ( ) ( 0,01M) ( ) ( 0,01M) = S S S S= 4 0,01M -6 =5,30 10 M Como supusimos, este número es mucho menor que 0,01 M, por lo que es clrmente desprecible frente este. c) Este punto se resuelve de mner nálog l punto b) pero en este cso el ión común es l plt (I), y su concentrción en l solución finl será (S0,01 M), con lo cul: ( 0,01M ) ( ) = S S donde otr vez nos qued un ecución cúbic, que podemos simplificr de l mism mner que en el punto b), obteniendo: ( 0,01M ) ( ) = S -8 S= =1,1 10 M 0,01M Conclusión finl: Cundo en solución hy lgún ión común con l sl, est present un solubilidd menor. Este efecto es myo cunto myor es el número estequiométrico del ión en común. Problem 7 ) Clculr l solubilidd del cinuro de plt (AgCN) ph 5. b) Cuál debe ser el ph de un solución de AgCN pr que su solubilidd se l mism que l del AgCl en gu pur? Dtos: p (AgCl) = 9,80; p (AgCN) = 15,90; p (HCN) = 9,31 En este cso l equilibrio de solubilidd se le sum un equilibrio ácido-bse (debido que el cinuro (CN - ) es un bse débil), de mner que tenemos dos equilibrios simultáneos, sber: AgCN <=> Ag CN - HCN <=> H CN -

4 Ahor el blnce de ms nos qued lgo diferente. Si se disuelven S moles por litro de solución, tenemos que: [Ag ] = S Pero como el cinuro disuelto se puede convertir en ácido cinhídrico: [CN - ] [HCN] = S Por otr prte, existe un relción entre cinuro y el ácido, trves de su constnte ácidobse. = - CN [ HCN] Despejndo... - [ HCN ] = CN Reemplzndo en el blnce de ms y luego depejndo: - - CN CN = S - S CN = 1 Notr que si l concentrción de protones es mucho más chic que l, su cociente result mucho menor 1 y el efecto del equilibrio ácido bse se desvnece. Reemplzndo est expresión en el qued: - = CN Ag S = S 1 S= 1 Est últim ecución nos permite encontrr l solubilidd culquier ph. Pr el punto ) obtenemos S = 1, b) Pr este punto tenemos que invertir l ecución despejndo [H ].

5 S = 1 Sbiendo que l solubilidd del cloruro de plt es 1,6 x10-5, podemos obtener l concentrción de protones y luego el ph. [H ] = 6,17x10-4 ph=3,1