18.4 Equilibri di solubilità

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1 Problemi risolti 18. Equilibri di solubilità A) Quanti ml di una soluzione M di acido solforico è necessario aggiungere a 50 ml di una soluzione 3,. 10 M di CaCl affinchè inizi a precipitare CaSO (Kps 3, ). Indichiamo con X i litri di soluzione acida da aggiungere. Il volume della nuova soluzione dopo l'aggiunta diverrà pertanto 0,5 + X. le concentrazioni dello ione calcio e dello ione solfato nella nuova soluzione saranno perciò

2 + [ Ca ] n M, 3,, 10, 0,5 [ ] SO X 0,5 + n M, 5, 10 0,5 + poichè il solfato di calcio precipita quando il prodotto delle concentrazioni dei suoi due ioni eguaglia la Kps, possiamo scrivere + 3,, 10, 0,5 5, 10, X 5 Kps [ Ca ], [ SO ], 3,5, 10 0,5 + X 0,5 + X risolvendo l'equazione si ottiene X 0,06 litri di soluzione acida da aggiungere, X X B) Calcolare la solubilità in mol/l dell'idrossido ferrico (Kps 1, ) in una soluzione tamponata a ph 3. poichè la soluzione è tamponata possiamo ritenere costante la concentrazione degli ioni H +, pari a 10 mol/l. Anche la concentrazione degli ioni OH sarà perciò costante e pari a Kw/[H + ] mol/l. Infine, poichè deve essere K ps 3 [ Fe ] [ ] +, 3 OH La concentrazione dello ione ferrico in soluzione (e quindi dell'idrossido completamente dissociato) sarà 6 K 3+ ps 1,1, 10 [ Fe ] 1,1, OH 1, 10 [ ] la solubilità dell'idrossido ferrico aumenta notevolmente in ambiente acido. C) Una soluzione è 0,1 M in MgCl. Calcolare a che ph inizia a precipitare Mg(OH) sapendo che il suo prodotto di solubilità è pari a 1, ponendo [OH ] X e sapendo che [Mg + ] 0,1 potremo scrivere + 11 [ Mg ], [ OH ] 1,, 10 0,1 X K ps, da cui X [OH ] 1, mol/l pari ad un ph 9,0 D) A 50 ml ( 1 ) di una soluzione 1,8. 10 M di Ag SO vengono aggiunti 50 ml ( ) di una soluzione,5. 10 M di BaCl. Tenendo conto che le concentrazioni degli ioni in soluzione prodotte dalla completa dissociazione dei due sali sono tali per cui vengono superati i Kps di AgCl (1, ) e di BaSO (1, ), calcolare le concentrazioni residue dei diversi ioni nella soluzione dopo la precipitazione e qunati grammi dei due sali precipitano. Calcoliamo le nuove concentrazioni di ciascun ione nella soluzione il cui volume finale è pari a 0,05 + 0,05 0,1 litro Ag SO Æ Ag + + SO tenendo conto che per ogni mole di solfato d'argento che si dissocia si liberano due ioni Ag + e uno ione SO, si avrà

3 + [ Ag ] n M, 1, 1, 8, 10, 0, 05 18,, 0, 1 n M, 1 1,8, 10, 0,05 [ SO ] 9, Eseguendo gli stessi calcoli per il cloruro di bario otterremo BaCl Æ Ba + + Cl 0,1 + n M,,5, 10, 0,05 [ Ba ] 1,5, [ Cl ] n M, 0,1,, 5, 10, 0, 05, 5, 01, Chiamiamo ora X le moli di AgCl che si riassociano, precipitando. Potremo allora scrivere + 10 KpsAgCl Ag Cl 1, 56, 10 18,, 10 X, 5, 10 X L'equazione, risolta fornisce il seguente risultato [ ][ ] X 1, ,8. 10 mol/l In pratica il numero di mol/l di AgCl che precipita è pari alla concentrazione iniziale dello ione Ag +, il quale, essendo in quantità minore rispetto allo ione Cl, agisce da agente limitante per il processo di precipitazione. In soluzione rimarranno, , mol/l di ioni Cl e Kps/[Cl ], mol/l di ioni Ag +. Le 1,8. 10 mol/l di AgCl che precipitano corrispondono a M, Pm 1, 8, 10, 13, 3, 58g / l AgCl ed in 0,1 litri precipiteranno,58. 0,1 0,58 g di AgCl. Chiamiamo infine Y le moli di BaSO che si riassociano, precipitando. Potremo allora scrivere + 10 Ba SO 1,08, 10 1,5, 10 Y 9, 10 [ ][ ] ( Y ) Kps BaSO L'equazione, risolta fornisce il seguente risultato Y 8, mol/l In pratica il numero di mol/l di BaSO che precipita è pari alla concentrazione iniziale dell'anione SO il quale, essendo in quantità minore rispetto allo ione Ba +, agisce da agente limitante per il processo di precipitazione. In soluzione rimarranno 1, *10 3,5. 10 mol/l di ioni Ba + e Kps/[Ba + ] 3, mol/l di ioni SO. Le mol/l di BaSO che precipitano corrispondono a M, PmBaSO 9, 10, 33, 3, 1g / l ed in 0,1 litri precipiteranno,1. 0,1 0,1 g di BaSO.

4 E) Calcolare la concentrazione degli ioni in una soluzione satura in CaCO 3 (Kps 1, ) e in BaCO 3 (Kps 7*10 9 ). Se poniamo [Ca + ] X [Ba + ] Y e quindi [CO 3 ] X + Y potremo allora scrivere Ï Ô,, Ca, CO3 X, X + Y Ì 9 + ÓÔ 7, 0, 10, Ba CO3 Y, X + Y risolvendo il sistema si ottiene [ ] [ ] [ ] [ ] X [Ca + ] 1, mol/l Y [Ba + ], mol/l X + Y [CO 3 ] 1, mol/l Problemi da risolvere 1. Calcolare la concentrazione di anioni SO che è necessario superare affinchè inizi a precipitare solfato di calcio (Kps, ) da una soluzione 3,*10 M in CaCl.. Un litro di soluzione è 1*10 M in ioni Mg +. Calcolare quanti ml di NaOH M è necessario aggiungere affinchè inizi a precipitare Mg(OH) (Kps 1, ). 3. Calcolare il prodotto di solubilità del solfato piomboso sapendo che in in 00 ml di soluzione si sciolgono g di PbSO.. Calcolare la solubilità di Ag CrO espressa in mol/l e in g/l, sapendo che la sua Kps è pari a 1, Una soluzione è M in HCl,. 10 M in ioni Cu + e 1, M in ioni Pb +. Calcolare che specie chimica precipita e in che quantità sapendo che i prodotti di solubilità di CuCl è di PbCl valgono rispettivamente 3, e 1, Calcolare la massima concentrazione di ioni Zn + in una soluzione M di NH 3 senza che si verifichi precipitazione, sapendo che il prodotto di solubilità di Zn(OH) è pari, e la Kb dell'ammoniaca è pari a 1, Calcolare la Kps del fluoruro di calcio sapendo che le sue soluzioni sature contengono 1,7. 10 g/l di sale. 8. Calcolare quanti grammi di AgCl (Kps 1, ) precipitano quando si mescolano 5 ml di una soluzione M di AgNO 3 con 500 ml di una soluzione M di HCl. Calcolare inoltre la solubilità in mol/l del cloruro di argento rimasto in soluzione. 9. Calcolare la solubilità in mol/l e in g/l dello iodato piomboso sapendo che la sua Kps,

5 Risposte 1. 7, ml 3. 1, , mol/l, g/l 5. precipitano mol/l di CuCl precipitano 3, g di AgCl rimangono in soluzione 1, mol/l mol/l, g/l

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