Solubilidad. y se representa por.

Transcripción

1 Solubilidad Solubilidad. La solubilidad mide la cantidad máxima de soluto capaz de disolverse en una cantidad definida de disolvente, a una temperatura determinada, y formar un sistema estable que se denomina disolución saturada. Se mide en o y se representa por. Cuando a una determinada temperatura no se puede disolver más soluto en una disolución se dice que está saturada, en caso contrario: insaturada. La solubilidad se ve influida por la temperatura: en la mayoría de los casos un aumento de la temperatura conlleva un aumento de la solubilidad. Producto de solubilidad. Como en estas reacciones el reactivo siempre va a ser sólido, para el cálculo de la constante en el equilibrio, la concentración de éste no se incluye. Debido a ello, se define una nueva constante denominada producto de solubilidad:,, la cual solamente depende de la concentración de los productos en el equilibrio. De forma general: Ejemplos: 2 Por definición, el producto de solubilidad de una sal es igual al producto de las concentraciones de los iones que origina, determinadas en el equilibrio, y elevada cada una de ellas a una potencia igual a su coeficiente en la ecuación. El valor del producto de solubilidad no depende de otras sustancias en disolución, sino de la temperatura. Para poder determinar la la solubilidad tiene que estar siempre en y si se calcula la solubilidad a través de la constante, las unidades de ésta serán también.

2 Relación entre el producto de solubilidad,, y solubilidad,. Los problemas de este tipo se resuelven igual que los de equilibrio pero en vez de trabajar con en el proceso de equilibrio, se trabaja con. De forma general: inicialmente 0 0 reacciona s ms ns equilibrio ms ns Donde es la concentración inicial de la sal, que tal y como se ha indicado, no va a influir en el resultado y prácticamente nunca va a aparecer como dato en los problemas de solubilidad. Por ejemplo: 2 inicialmente 0 0 equilibrio s 2s 2 4 Ejemplos numéricos: Al disolver en un litro de agua 2,0 10 moles de se produce una disolución saturada. Cuál es la del compuesto? El dato que da el problema es la solubilidad (s) de la sal, el cual se emplea para calcular el valor del producto de solubilidad: ó ó 2, ,010 Seguidamente se establece el equilibrio de solubilidad y la concentración de cada especie una vez que se alcanza el mismo. 2 inicialmente equilibrio s 2s 4 Por último, se sustituye el valor de s en la ecuación y se obtiene el producto de solubilidad 4 42,0 10 3,210 Sin unidades, porque habitualmente no se indican en las constantes de solubilidad

3 El del a una determinada temperatura es 2,9 10. Cuál es la solubilidad en g/l? Como el dato que da el problema es el, mediante el equilibrio de solubilidad de esa sal relacionaremos el producto de solubilidad con la solubilidad. 2 inicialmente 0 0 equilibrio s 2s 2 4 Se sustituye en la ecuación el valor de y obtenemos la solubilidad en 4 1, , ,9810 Para obtener la solubilidad en, se calcula la masa molecular del cloruro de bario y se realiza la conversión 137, ,45 208,23 8, ,23 1,87

4 Efecto de ion común. Ya se ha comentado anteriormente, que el valor de constante de equilibrio,, depende exclusivamente de la temperatura, independientemente de las sustancias que estén presentes en el medio donde ocurre la reacción. Pero la solubilidad de una sal, s, sí se va a ver afectada si en el medio de reacción hay sustancias que aporten iones comunes a los presentes en la sal insoluble. Cuando esto ocurre, la solubilidad de la sal disminuye. Por lo tanto, este ion común, hay que tenerlo en cuenta a la hora de realizar los cálculos de la solubilidad de la sal insoluble en presencia de la disolución con el ion en común. Ejemplo numérico: Calcula la solubilidad del en agua pura y en una disolución 0,1 de. Dato: 3,910 La primera parte del problema se realiza exactamente igual que en el ejemplo anterior: 2 inicialmente 0 0 equilibrio s 2s , , ,1410 Pero ahora, para calcular la solubilidad en (que como el problema no da el dato de la de esa sal hay que considerarla completamente soluble) hay que tener en cuenta si algunos de los iones que forma el al disociarse es común a la sal insoluble. En este caso el. Cuando esto ocurre, las condiciones iniciales de equilibrio cambian, puesto que hay presencia en el medio de uno los iones en los que se disocia la sal y por lo tanto, hay que tenerlo en cuenta: Para determinar la concentración de iones fluoruro en el medio se realiza por estequiometría: ó 1 1 0,1 0,1 1 0,1 1 0,1 Y una vez conocidos, se procede a resolver el problema siguiendo los mismos pasos que antes, pero ahora teniendo en cuenta la concentración inicial de 2 inicialmente 0 0,1 equilibrio s 2s+0,1 Se desprecia* 2 0,1 0,1

5 0,01 3,9 10 3,9 10 0,01 3,910 0,01 Se puede apreciar que la solubilidad disminuye mucho cuando en el medio hay presente una sal que tenga un ion en común con la sal insoluble. Esto es debido al principio de Le Chatelier: al perturbar el equilibrio aumentando la concentración de los productos, el sistema vuelve a estar en equilibrio desplazándose hacia la izquierda, disminuyendo la cantidad de iones, y por lo tanto su solubilidad. * Despreciar: Cuando 10, se puede despreciar s frente a 0,1 o alguna otra concentración de magnitud similar porque el error que se comete es muy pequeño y el resultado obtenido prácticamente es el mismo que si se hubieran hecho las operaciones sin despreciar: 2 0,1 4 0,4 0,01 4 0,4 0,01 4 0,4 0,013, , , ,16 10 De las 3 soluciones, la única que vale es la primera. Si comparamos el resultado verdadero 3, con el aproximado 3,9 10 se puede ver que el error es mínimo. Concretamente, el error relativo es: % 3,9 10 3, , ,016%

6 Determinación de la precipitación de sales El valor de la constante de solubilidad puede emplearse para deducir si se formará precipitado al mezclar iones que generen sales insolubles. Para ello calcularemos el cociente de reacción, Q, de los iones que forman la sal de la misma manera que el producto de solubilidad y lo compararemos con la Si ó ó ó Ejemplo numérico Se tiene una disolución de de concentración 1,0 10 M. se añade una sal alcalina de iodo hasta que la concentración de iones ioduro es de 2,0 10 M. Precipita alguna sal? Dato: 1,410 Primeramente hay que establecer la reacción con la que se va a trabajar. Una manera sencilla es fijarse en la sal de la cual se facilita la, en este caso el Seguidamente hay que calcular las concentraciones de cada uno de los iones presentes en la disolución final: 1, ,0 10 1, ,010 1,010 Conocidas las dos concentraciones, planteamos el equilibrio de solubilidad y calculamos el cociente de reacción: 2 inicialmente 1,0 10 2,0 10 Como no se forma precipitado 1,0 10 2,0 10 4,0 10