EQUILIBRIO QUÍMICO: DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE PRODUCTO DE SOLUBILIDAD DEL Ba(NO 3 ) 2

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1 Página: 1/5 DEPARTAMENTO ESTRELLA CAMPOS PRÁCTICO 9: EQUILIBRIO QUÍMICO: DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE PRODUCTO DE SOLUBILIDAD DEL Ba(NO 3 ) 2 Bibliografía: Química, La Ciencia Central, T.L. Brown, H.E.LeMay, Jr., B.Bursten; Ed. Prentice-Hall, Hispanoamérica, México, 7 a Edición, 1998, págs OBJETIVOS 1.1 Estudiar el equilibrio químico de solubilidad del Ba(NO 3 ) Determinar las solubilidades molares del Ba(NO 3 ) 2 en agua y en ácido nítrico 2- CONCEPTOS PREVIOS Solubilidad molar del Ba(NO 3 ) 2 en agua pura y en HNO M Cuando se agrega Ba(NO 3 ) 2 sólido en un recipiente con agua, el sólido se disuelve liberando iones Ba 2+ y NO 3 - a la solución según: Ba(NO 3 ) 2 (s) Ba 2+ (ac) + 2 NO 3 - (ac) El Ba(NO 3 ) 2 es un electrolito fuerte, por lo que, una vez disuelto, se disocia completamente. Los iones Ba 2+ y NO 3 - se unen a moléculas de H 2 O, fundamentalmente por medio de enlaces del tipo ión dipolo, formando iones hidratados que se denotan Ba 2+ (ac) y NO 3 - (ac). Si se agrega suficiente Ba(NO 3 ) 2 sólido, la solución no aceptará más iones Ba 2+ y NO 3 -. El exceso de soluto quedará presente como sólido. Se obtiene de esta forma una solución saturada. En estas condiciones, se habrá establecido el siguiente equilibrio dinámico: Ba(NO 3 ) 2 (s) Ba 2+ (ac) + 2 NO 3 - (ac) La constante de este equilibrio se simboliza como K ps y se denomina constante de producto de solubilidad del Ba(NO 3 ) 2. Su expresión es: K ps Ba(NO 3 ) 2 = [Ba 2+ ][NO 3 - ] 2

2 Página: 2/5 La solubilidad molar del Ba(NO 3 ) 2 en agua pura es igual a la concentración molar en equilibrio de iones bario, [Ba 2+ ], o la mitad de la concentración molar en el equilibrio de iones NO 3 -, [NO 3 - ]/2. La solubilidad molar del Ba(NO 3 ) 2 será menor en ua solución de ácido nítrico, HNO 3, por efecto del NO 3 - aportado por el ácido (efecto del ión común). En este ejercicio práctico se determinarán las solubilidades molares del Ba(NO 3 ) 2 en agua y en HNO 3 0,5 M. Para ello, se determinará la cantidad de esta sal que se requiere para saturar un volumen dado de H 2 O y de solución de HNO 3 0,5 M, a una temperatura dada. Se procederá a pesar una determinada masa del soluto y se agregará ésta a un volumen conocido del solvente, agitando continuamente a temperatura ambiente, para asegurar la saturación de la solución. Se dejará decantar para separar el exceso de soluto. Se determinará qué cantidad del soluto se requiere para la saturación en las condiciones de trabajo, como la diferencia entre la masa del soluto original y la del sólido en exceso (previamente secado). 3- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Solubilidad molar del Ba(NO 3 ) 2 en agua pura Anotar el peso de un vaso de Bohemia de 100 ml, limpio y seco. Pesar en ese vaso, aproximadamente, 4 g de Ba(NO 3 ) 2 (s). Anotar la masa. Agregar 30,0 ml de agua destilada y agitar durante 20 minutos evitando pérdidas de solución. Medir la temperatura de la solución. Separar cuidadosamente, por decantación, la solución saturada de Ba(NO 3 ) 2. Colocar dicha solución en el recipiente de descarte correspondiente. Nota: se ha comprobado experimentalmente que menos de 1 ml de la solución saturada permanece junto al exceso de Ba(NO 3 ) 2 en el proceso de decantación. Esto introduce un error aproximado del 2% en la determinación de K ps, lo cual es completamente aceptable en las condiciones de trabajo. Una vez separada la solución saturada, calentar el vaso (que contiene el exceso de soluto) CUIDADOSAMENTE con un mechero. El calentamiento debe hacerse con una llama BAJA que diste unos 10 cm del fondo del vaso. Evaporar hasta sequedad. Durante la evaporación remover el sólido suavemente con una varilla para que el secado sea uniforme. Dejar enfriar a temperatura ambiente. Una vez frío, pesar el vaso con su contenido. Solubilidad molar del Ba(NO 3 ) 2 en HNO 3 0,5 M Repetir el procedimiento anterior con 30,0 ml de HNO 3 0,5 M en lugar de agua destilada. Llevar el contenido del vaso a sequedad en campana.

3 Página: 3/5 Disposición de residuos Solución saturada de Ba(NO 3 ) 2 : descartar en recipiente rotulado Ba(NO 3 ) 2 en agua, para recuperar. Solución saturada de Ba(NO 3 ) 2 en HNO 3 0,5 M: descartar en recipiente rotulado Ba(NO 3 ) 2 en HNO 3 0,5 M, para recuperar. Sólido resultante del procedimiento de sequedad: almacenar en recipiente rotulado Ba(NO 3 ) 2 sólido.

4 Página: 4/5 INFORME PRÁCTICO 9: EQUILIBRIO QUÍMICO: DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE PRODUCTO DE SOLUBILIDAD DEL Ba(NO 3 ) 2 FECHA: GRUPO: INTEGRANTES: DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS Solubilidad molar del Ba(NO 3 ) 2 en agua pura Masa del vaso: g Masa de Ba(NO 3 ) 2 inicial: g Masa de Ba(NO 3 ) 2 en exceso: g Masa de Ba(NO 3 ) 2 en la solución saturada: g Solubilidad molar de Ba(NO 3 ) 2 en agua pura: M Temperatura de la solución saturada de Ba(NO 3 ) 2 en agua: º C K ps del Ba(NO 3 ) 2 : Solubilidad molar del Ba(NO 3 ) 2 en una solución de HNO 3 0,5 M Masa del vaso: g Masa de Ba(NO 3 ) 2 inicial: g Masa de Ba(NO 3 ) 2 en exceso: g Masa de Ba(NO 3 ) 2 en la solución saturada: g Solubilidad molar de Ba(NO 3 ) 2 en HNO 3 0,5 M: M Temperatura de la solución saturada de Ba(NO 3 ) 2 en HNO 3 0,5 M: º C

5 Página: 5/5 K ps del Ba(NO 3 ) 2 : Compare los valores de solubilidad obtenidos en agua pura y en HNO 3 0,5 M. Explique.