REACCIONS DE PRECIPITACIÓ

Transcripción

1 8 UNITAT 5 1. L entalpia reticular estàndard del iodur de potassi és de -640 kj mol -1, mentre que l entalpia de dissolució estàndard és de 1 kj mol -1. Quina és l entalpia d ratació estàndard del iodur de potassi?. Els valors de les entalpies reticulars per al clorur de plata i per al bromur de plata són: Δ H ( AgCl) = 905 kj mol Δ H ( AgBr) = 958 kj mol ret ret Les entalpies d ratació dels ions d aquests compostos són: Δ H ( Ag ) = 446 kj mol Δ H ( Br ) = 51 kj mol 0 1 Δ H ( Cl ) = 81 kj mol 0 1 a) Explica les variacions de les entalpies d ratació dels ions. b) Calcula les entalpies de dissolució del clorur de plata i del bromur de plata. c) Predigues la solubilitat d aquests dos halurs de plata en aigua.. Calcula l entalpia estàndard de dissolució de KBr ( s) a partir de la seva entalpia 0 1 estàndard reticular ( Δ H = 67 kj mol ) i de les entalpies d ratació de l ió ret K ( Δ H = 05 kj mol i de l ió Br ( Δ H = 51 kj mol ). Predigues si serà una substància soluble en aigua. Dibuixa el diagrama de nivells d entalpia corresponent. 4. Es dissolen 0,10 g de fluorur de plom(ii) en 00 ml d aigua a 5 ºC i s obté una solució saturada. Calcula el valor de la constant del producte de solubilitat del PbF a la mateixa temperatura. 5. Si saps que el producte de solubilitat de l ròxid de zinc, val 17 4,5 10, calcula la solubilitat del compost en mols/l i en g/l, i la concentració molar dels ions constituents de l ròxid en la solució.

2 84 6. Es preparen 00 ml d una solució saturada de fosfat d argent. Quan s evapora l aigua de la solució, el residu sec d aquesta sal pesa, g. Calcula el valor del producte de solubilitat d aquest compost. 7. Calcula la solubilitat molar de l ròxid d alumini, si sabem que el producte de solubilitat d aquest compost és 1, El producte de solubilitat del iodur de coure (I), és molar d aquesta sal i la concentració dels seus ions constituents. 1 5,1 10, calcula la solubilitat 9. Una de les maneres de detectar la presència de càlculs renals és analitzar l orina del pacient. Si els càlculs consisteixen exclusivament en cristalls incrustats al ronyó, es tracta de fosfat de calci. Quina concentració d ió calci revela la presència de càlculs? K "# fosfat de calci = 1, Per a una solució de Mg( OH ), calcula el ph de la solució saturada. ( Mg( OH) ) = 5, Calcula la solubilitat del AgCl expressada en mol L -1 i en g L -1. a) En aigua pura b) En una solució de AgNO 6,5 10 M ( AgCl) = 1, La solubilitat del cromat de plata en aigua té un valor de a) Calcula el seu producte de solubilitat 5 6,5 10 M. b) Calcula la seva solubilitat en una solució de nitrat de plata 0,05 M 1. Els productes de solubilitat del clorur d argent, i del fosfat d argent, són respectivament, 10 1, i 1,8 10. a) Calcula la solubilitat de cada sal en aigua pura b) Indica com es modificaran les solubilitats d aquestes sals si es dissolen en una solució de nitrat d argent. 14. Calcula la solubilitat del Mg( OH ), en una solució 0,1 M en ròxid de sodi.

3 85 ( Mg( OH) ) = 5, Quina massa de clorur de plom es dissoldrà en 500 cm d una solució HCl ( aq) 0,5 M? K "# clorur de plom = 1,7 10 5= 16. A 5 ºC es prepara una solució saturada d ròxid de zinc en aigua i el seu ph és 8,5. a) Calcula el valor del producte de solubilitat de l ròxid de zinc a 5 ºC i la massa d ròxid de zinc que hi ha dissolta en 5 L d una solució saturada d ròxid de zinc en aigua. b) Calcula la solubilitat de l ròxid de zinc en una solució de clorur de zinc 1,5 10 M. 17. El clorur de plata és una sal insoluble amb una K "# 5 C =,8 10 5CD. a) Calcula la solubilitat, expressada en mol L -1, del clorur de plata a 5 ºC b) Calcula la solubilitat, expressada en mol L -1, del clorur de plata a 5 ºC en una solució 0,01 M de clorur de sodi i justifica aquest valor en comparació amb l obtingut en l apartat anterior. Quin nom rep el fenomen que justifica aquesta variació de la solubilitat? c) Raona si la solubilitat del clorur de plata a 5 ºC en una solució 0,005 M de clorur de calci serà major, igual o menor que la calculada en l apartat b). 18. S evaporen 50 cm de dissolució saturada de sulfat de calci, i se n obté un residu sòlid de 07 mg. a) Calcula la solubilitat de la sal en mol dm. b) Calcula la constant del producte de solubilitat del sulfat de calci. c) Determina si precipitarà o no sulfat de calci en barrejar 50 cm de nitrat de calci 0,001 M i 50 cm de sulfat de sodi 0,01 M. 19. Dedueix després de fer els càlculs necessaris, si a 5 ºC, precipitarà ròxid de crom(iii) d una solució aquosa de ph =7 que conté 10 mg dm - d ions Cr +. K ( Cr( OH) ) = 6,7 10 s 1

4 86 0. Es mesclen 00 ml de solució de clorur de bari 0,005 M amb 600 ml de sulfat de potassi 0,007 M. Si sabem que precipitat. ( BaSO ) 1, =, estudia si es formarà 1. Justifica si es produeix precipitat quan mesclem 80 cm d una dissolució 0,01 M de sulfat de sodi amb 10 cm d una altra dissolució 0,0 M de nitrat de bari, si sabem que K s (sulfat de bari) = 1,1 10. Sabent que el producte de solubilitat del fosfat d argent és 16 1,1 10, dedueix després de fer els càlculs necessaris, si s obtindrà un precipitat de fosfat d argent en mesclar 10 cm d una solució que conté,µ g de fosfat de sodi amb 5 cm que contenen 1 mg de nitrat d argent.. A un litre de solució M d àcid clorhídric, se li afegeixen g de nitrat d argent. Indica si el clorur d argent precipita. ( AgCl) = 1, Estudia si es formarà un precipitat en mesclar 0,05 dm de solució 0,1 M de nitrat d argent a 1 dm d una solució 0,01 M de cromat de sodi. ( Ag CrO ) = 1, A 1 L de dissolució de sulfat de magnesi 0,1 M s hi van afegint gota a gota una dissolució concentrada d ròxid de sodi fins a aconseguir que el ph sigui 9,0. Considerant que el nombre de gotes de dissolució d ròxid de sodi afegides és tan petit que no comporta cap canvi en el volum de la dissolució: a) Calcula la concentració d ions ròxid de la dissolució a ph=9,0 b) Raona si precipitarà ròxid de magnesi a ph=9,0. c) Explica com solubilitzaries un precipitat d ròxid de magnesi. K "# de l ròxid de magnesi = 1,0 10 5CC 6. Per saber el producte de solubilitat del sulfat de bari es fa l experiència següent: a 45 cm d una solució 10-4 M de clorur de bari a 97 K, s hi afegeix, a poc a poc i agitant, una solució 10-5 M de sulfat de sodi. La precipitació del sulfat de bari s inicia quan s hi han afegit 5 cm d una solució de sulfat de sodi. Calcula amb aquestes dades experimentals, el producte de solubilitat del sulfat de bari a 97 K.

5 87 7. A 1000 cm d una dissolució de carbonat de sodi 0,001 mol dm -, s hi afegeix gota a gota dissolució de clorur de bari de concentració 0,001 mol dm -. Quan se n hi han afegit 8, cm, s observa l aparició d un precipitat. a) Escriu la reacció de precipitació que té lloc i indiqueu el producte que precipita. b) Calcula el producte de solubilitat del precipitat format. c) Justifica per què el precipitat format es redissol si s afegeix àcid clorhídric a la dissolució. 8. El carbonat de calci i el carbonat de magnesi són dues sals molt poc solubles en aigua, amb unes constants producte de solubilitat , respectivament. K ps, a 5 ºC que són a) Considerant que els equilibris de solubilitat d aquests carbonats són: CaCO (s)!ca + +CO (aq) (aq) MgCO (s)! Mg + +CO (aq) (aq) i Raona quin dels dos carbonats és més soluble en aigua i calcula la solubilitat d aquest carbonat a 5 ºC. Expressa el resultat en mg L -1. b) Si es mesclen 100 ml d una solució de clorur de magnesi 0,01 M amb 50 ml d una solució de carbonat de sodi 0,06 M precipitarà carbonat de magnesi? Raona la resposta. Pots considerar que els volums de les solucions són additius. c) Explica com prepararies al laboratori els 100 ml de la solució de clorur de magnesi 0,01 M a partir d una solució de clorur de magnesi 0,10 M. Quin material necessites? 9. La contaminació de l aigua per plom s origina per les seves sals solubles en aigua, que són generades per les indústries que utilitzen sals de plom. Si el producte de solubilitat del clorur de plom (II) és 5 1, 6 10, a 98 K: a) Determina la solubilitat del clorur de plom (II) a 98 K, expressada en mol L -1. b) Es barregen, a 98 K, 00 ml d una solució 1 10 M de Pb( NO ) i 00 ml d una solució de HCl de ph =. Suposant que els volums són additius, raona si precipitarà clorur de plom (II).

6 88 0. S afegeix cromat de potassi a una solució que conté BaCl (aq, SrCl (aq, 1 10 M). a) Escriu les equacions de les reaccions químiques que tenen lloc. b) Quina sal precipitarà primer) Justifica-ho M) i c) Calcula la concentració del catió de la sal més insoluble en el moment que comença a precipitar l altra. d) Raona si s aconseguirà una bona separació. Dades: K "# cromat de bari =,1 10 5CD ; K "# sulfur d estronci = = 1. Tenim una solució que conté els ions Mn + i Co +, en concentracions 0,1 M cadascun i volem precipitar separadament els sulfurs corresponents afegint gradualment una solució concentrada d ió sulfur, a) Calcula la concentració mínima de de cada sulfur. S, a aquesta solució. S necessària per a indicar la precipitació Dades : K "# sulfur de manganès = 10 5CJ ; : K "# sulfur de cobalt = C b) Indica quin precipitarà primer c) Calcula la concentració del catió del sulfur que precipita en primer lloc quan comença la precipitació del segon,. Tenim una solució aquosa de cromat de potassi i de clorur de sodi, de concentracions 0,1 M i 0,05 M, respectivament. Hi afegim una dissolució de nitrat de plata. Si suposem que el volum no varia: a) Determina quina de les dues sals de plata precipita en primer lloc. b) Calcula la concentració de l anió de la sal més insoluble quan comença a precipitar la sal que precipita en segon lloc. Dades: K "# cromat de plata = 10 5C7 ; K "# clorur de plata = 1,7 10 5CD ;. Afegim, a poc a poc, nitrat de plata a una solució 0,0 M en NaCl i 0,0 M en NaBr Calcula: a) La concentració d ions Ag + necessaris per precipitar el AgCl. b) La concentració d ions Ag + necessaris per precipitar el AgBr. c) La sal que precipitarà primer. d) La concentració de l ió que precipitarà primer quan comenci a precipitar el n ió. e) El percentatge de Br que queda en solució. Dades: ( AgBr) 5, 10 1 = ; ( Agcl) = 1,7 10

7 89 4. A una solució que conté 1, g de Sr + i 0,01 g de Ba +, a 5 ºC, s hi afegeix, a poc a poc i agitant, àcid sulfúric diluït fins que comença a obtenir-se un precipitat blanc. El volum total de la solució és d 1 dm. Indica raonant-ho, després de fer els càlculs necessaris, la naturalesa del precipitat obtingut. Dades: ( SrSO ), = ; ( BaSO ) = 1, Si barregem FeCl amb una dissolució de NaOH, quin precipitat s obtindrà? Com es pot redissoldre aquest precipitat? 6. Utilitza el principi de Le Chatelier per explicar el canvi en la solubilitat del PbS : a) quan s afegeix un excés de NaS a la solució. b) quan s hi afegeix un excés d HCl. 7. Justifica utilitzant el principi de Le Chatelier com podries dissoldre un precipitat de a) acetat de sodi b) iodur d argent 8. Les aigües dures són un problema en les llars ja que es formen compostos insolubles que provoques avaries en conduccions i aparells electrodomèstics. a) Si l aigua conté 50 mg/l de Ca +, quina és la concentració de CO necessària per precipitar CaCO? b) Explica alguna manera de dissoldre aquest precipitat de CaCO. Dades: K ( CaCO ) = 4,8 10 s 9

8 90 AVALUACIÓ FINAL 9. L absència d ions fluorur en la dieta afavoreix l aparició de càries dental. Tanmateix un excés d aquest ions tampoc no és bo, ja que les dents esdevenen fràgils i es trenquen amb facilitat. Per això, les autoritats sanitàries recomanen que l aigua destinada al consum humà tingui una concentració d ions fluorur situada entre 1 i 1,5 mg L -1. a) Raona, efectuant els càlculs que siguin pertinents, si l aigua saturada de fluorur de calci a 5 ºC s ajusta, pel que fa al contingut en fluorurs a les recomanacions sanitàries indicades. b) Determina la solubilitat del fluorur de calci en una solució 0,1 M de fluorur de sodi. Expressa el resultat en mols per litre. K ps del fluorur de calci a 5 ºC= A 5 ºC, una solució saturada d ròxid de zinc conté 0,7mg de Zn( OH ) dissolts en cada dm de solució. a) Calcula el producte de solubilitat d aquest ròxid. b) A 1 dm d una solució de ph = 10, a 5 ºC, s hi afegeix 10 mg de clorur de zinc. Indica després de fer els càlculs si s obtindrà precipitat d ròxid de zinc. ( Zn( OH) ) = 7, Atesa l abundància en l aigua de mar, on majoritàriament es troba en forma de clorur, el magnesi és un element pràcticament inesgotable. A la mar Morta, per exemple, amb unes aigües amb un elevat contingut en sals minerals, la concentració de Mg + és 44 g L -1. a) A 5 ºC anem afegint, gota a gota, a 1 L d aigua procedent de la mar Morta, una solució concentrada d ròxid de sodi fins arribar a un ph = 1. Considerant que el volum de la solució afegida és negligible, calcula la molaritat de l ió a aquest ph i la massa d ròxid de magnesi que haurà precipitat. Mg + b) Explica com podries dissoldre, mitjançant procediments químics, un precipitat d ròxid de magnesi. Escriu la reacció corresponent. K ps(ròxid de magnesi a 5 ºC) =,

9 91 4. En l anàlisi química, les solucions aquoses de nitrat de plata, se solen utilitzar per a detectar la presència d ions clorur en solucions problema, a causa de la precipitació del clorur de plata de color blanc. a) Tenim una solució problema d ions clorur molt diluïda (, M). Si agafem 0 ml d aquesta solució i hi afegim 10 ml d una solució 9, M de nitrat de plata, hi detectaríem la presència de clorur? b) En els flascons de nitrat de plata podem trobar aquests pictogrames de seguretat: Què signifiquen aquests pictogrames? Quines precaucions s haurien de prendre en la manipulació de les solucions de nitrat de plata? Dades: producte de solubilitat K "# =,8 10 5CD 4. Un càlcul renal, anomenat popularment pedra de ronyó, és un fragment de material sòlid que es forma dins del ronyó a partir de substàncies que es troben en l orina. El càlcul renal més comú conté oxalat de calci, Ca(C O 4 ), una sal que prové de l àcid feble COOH COOH anomenat àcid oxàlic. a) Quina és la solubilitat de l oxalat de calci en aigua i a 5 ºC, expressada en mol L -1, si el seu producte de solubilitat a la mateixa temperatura és,0 10-9? b) Disposem d una mica d oxalat de calci sòlid en contacte amb una solució aquosa saturada d aquesta sal. Expliqueu dues maneres de solubilitzar l oxalat de calci, sense modificar la temperatura.