EQUILIBRI SOLUBILITA. AgNO 3 + H 2 O. Ag + + NO 3- + H 2 O. Provetta 1 : Ag + + NO 3- + H 2 O NaCl + H 2 O Na + + Cl - + H 2 O

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1 a) Mettere in due provette ca. 2 ml della soluzione di AgNO 3, poi aggiungere in una 34 gocce di NaCl e nell altra 3 4 gocce di K 2 CrO 4 AgNO 3, NaCl, K 2 CrO 4 sono solubili in acqua. In soluzione avremo: AgNO 3 + H 2 O Ag + + NO 3 + H 2 O Provetta 1 : Ag + + NO 3 + H 2 O NaCl + H 2 O Na + + Cl + H 2 O Ag + + Cl AgCl (s) precipitato bianco Provetta 2 : Ag + + NO 3 + H 2 O K 2 CrO 4 + H 2 O 2 K + + CrO 4 + H 2 O 2 Ag + + CrO 4 Ag 2 CrO 4 (s) precipitato rosso mattone CrO 4 + H 2 O HCrO 4 + OH Kps AgCl = [Ag + ] [Cl ] = 1, Kps Ag 2 CrO 4 = [Ag + ]2 [CrO 4 ] = 1,

2 Ora aggiungere ad entrambe le provette ca. 4 ml di HNO 3 goccia a goccia. AgNO 3 + H 2 O Ag + + NO 3 + H 2 O Provetta 1 : Ag + + NO 3 + H 2 O NaCl + H 2 O Na + + Cl + H 2 O Ag + + Cl AgCl (s) precipitato bianco HNO 3 + H 2 O H 3 O + + NO 3 Provetta 2 : Ag + + NO 3 + H 2 O K 2 CrO 4 + H 2 O 2 K + + CrO 4 + H 2 O 2 Ag + + CrO 4 Ag 2 CrO 4 (s) precipitato rosso mattone CrO 4 + H 2 O HCrO 4 + OH HNO 3 + H 2 O H 3 O + + NO 3 Il precipitato si scioglie e la soluzione assume un colore giallo intenso CrO 4 + H 3 O + HCrO 4 + OH Kps AgCl = [Ag + ] [Cl ] = 1, Kps Ag 2 CrO 4 = [Ag + ]2 [CrO 4 ] = 1,

3 b) Mettere in due provette ca. 2 ml della soluzione di AgNO 3. Nella prima provetta aggiungere 34 gocce di K 2 CrO 4 e quindi goccia a goccia aggiungere NaCl AgNO 3 + H 2 O Ag + + NO 3 + H 2 O K 2 CrO 4 + H 2 O 2 K + + CrO 4 + H 2 O 2 Ag + + CrO 4 Ag 2 CrO 4 (s) precipitato rosso mattone NaCl + H 2 O Ag + + Cl Na + + Cl + H 2 O AgCl (s) precipitato bianco Il precipitato rosso mattone si trasforma nel precipitato bianco Kps AgCl = [Ag + ] [Cl ] = 1, Kps Ag 2 CrO 4 = [Ag + ]2 [CrO 4 ] = 1,

4 Bisogna inoltre considerare l equilibrio CrO 4 + H 2 O HCrO 4 + OH 2 Ag + + CrO 4 Ag 2 CrO 4 (s) La solubilità s del cromato d argento (circa 10 4 M) riflette sempre il numero di moli di sale disciolto in 1 L di acqua. Per ogni mole di solido che si scioglie si ottengono in soluzione 2 moli di Ag+ ed 1 mole di CrO 4 una parte della quale sarà però protonata (idrolisi basica) La [Ag + ] in soluzione sarà quindi 2 s (Ag 2 CrO 4 ) La [CrO 4 ] in soluzione sarà < s (Ag 2 CrO 4 ) perché una parte delle moli disciolte sono presenti come HCrO 4 Quindi dovremmo dire che s (Ag 2 CrO 4 ) = [CrO 4 ] + [HCrO 4 ] Il Kps Ag 2 CrO 4 (circa M 3 ) è invece relativo alle sole specie chimiche direttamente coinvolte nell equilibrio di precipitazione del sale Ag 2 CrO 4 Kps Ag 2 CrO 4 = [Ag + ] 2 [CrO 4 ] = 1, In questo caso la relazione tra il Kps Ag 2 CrO 4 e s (Ag 2 CrO 4 ) Kps Ag 2 CrO 4 = (2s(Ag 2 CrO 4 ) 2 s(ag 2 CrO 4 ) = 4 s (Ag 2 CrO 4 ) 3 Non è più corretta perché trascura l equilibrio di idrolisi dello ione CrO 4 2 Ag 2 CrO 4 è un sale più solubile di AgCl (s(ag 2 CrO 4 > s AgCl ovvero a parità di volume di acqua si sciolgono più moli di Ag 2 CrO 4 che di AgCl) ma il Kps Ag 2 CrO 4 < Kps AgCl Infatti il motivo è la relazione quadratica tra il Kps Ag 2 CrO 4 e la [Ag + ] Kps AgCl = [Ag + ] [Cl ] = 1, Kps Ag 2 CrO 4 = [Ag + ] 2 [CrO 4 ] = 1,

5 Nella seconda provetta aggiungere prima 1 ml (34 gocce) di NaCl e poi aggiungere goccia a goccia K 2 CrO 4. Guardate con attenzione il colore del precipitato. In questa ultima provetta aggiungere di nuovo goccia a goccia NaCl. AgNO 3 + H 2 O Ag + + NO 3 + H 2 O NaCl + H 2 O Na + + Cl + H 2 O Ag + + Cl AgCl (s) precipitato bianco (1) K 2 CrO 4 + H 2 O 2 K + + CrO 4 + H 2 O CrO 4 + H 2 O HCrO 4 + OH Ag + + CrO 4 Ag 2 CrO 4 (s) precipitato rosso mattone (2) Il precipitato bianco è ancora presente e non si scioglie anche aggiungendo altre gocce di K 2 CrO 4 In questo caso, l equilibrio (2) non riesce a spostare l equilibrio (1) in quanto la formazione del precipitato rosso mattone di Ag 2 CrO 4 è legato alla presenza di un eccesso di ioni Ag+ presenti in soluzione che non sono precipitati come AgCl perché lo ione Cl era in difetto. Nel momento in cui alla soluzione viene aggiunto il K 2 CrO 4 (CrO 4 ), la [Ag + ] è sufficiente a soddisfare il Kps Ag 2 CrO 4 e si ha la precipitazione di Ag 2 CrO 4 La competizione provoca un leggero spostamento dell equilibrio (1) (una minima parte di AgCl si scioglie) ma la precipitazione riguarda quasi esclusivamente gli ioni Ag+ già presenti in soluzione.

6 c) Mettere in una provetta ca. 0,5 ml di NaCl + ca. 1 ml di K 2 CrO 4. Aggiungere goccia a goccia AgNO 3 fino a quando non si osservano più variazioni nella soluzione. NaCl + H 2 O Na + + Cl + H 2 O K 2 CrO 4 + H 2 O 2 K + + CrO 4 + H 2 O AgNO 3 + H 2 O Ag + + NO 3 + H 2 O Ag + + Cl AgCl (s) precipitato bianco (Notare l alone rosso intorno alla goccia di AgNO 3 2 Ag + + CrO 4 Ag 2 CrO 4 (s) precipitato rosso mattone Si forma prima il sale meno solubile AgCl e poi anche Ag 2 CrO 4 Questo avviene quando quasi tutto lo ione Cl in soluzione è impegnato nella formazione di AgCl e la concentrazione di Ag+ è sufficientemente alta da soddisfare il Kps Ag 2 CrO 4 ES. Supponiamo che nella soluzione iniziale le concentrazioni di CrO 4 e di Cl siano entrambe 0,1 M (trascuriamo la variazione di volume dovuta all aggiunta di AgNO 3 (per es. soluz. concentrata) Affinché inizi la precipitazione di Ag 2 CrO 4, la concentrazione di Ag+ all equilibrio dovrà essere [Ag + ] > KpsAg 2CrO 4 0,1 ~ ,1 ~ 106 M [Cl ] = Kps AgCl 10 6 ~ 10 4 M

7 d) Nella provetta del punto c) aggiungere HNO 3 fino a totale scomparsa del precipitato rosso mattone. Filtrare su carta da filtro con aiuto dell imbuto (rivolgersi agli assistenti). NaCl K 2 CrO 4. AgNO 3 AgCl (s) + Ag 2 CrO 4 (s) HNO 3 + H 2 O H 3 O + + NO 3 fino a totale scomparsa del precipitato AgCl (s) e Ag 2 CrO 4 (s) CrO 4 + H 2 O HCrO 4 + OH viene portato in soluzione Mentre, filtrando su carta da filtro mediante un imbuto, viene rimosso l AgCl (s) Nella soluzione filtrata sono presenti le specie: Ag + (Ag 2 CrO 4 ) HCrO 4 K + Na + NO 3 piccola conc. Cl Conoscendo gli equilibri si piò separare in modo praticamente quantitativo i due anioni Cl e CrO 4 in miscela con una semplice filtrazione

8 e) Nella soluzione filtrata del punto d) aggiungere NaOH goccia a goccia fino all inizio della nuova precipitazione. Nella soluzione filtrata sono presenti le specie: Ag + (Ag 2 CrO 4 ) HCrO 4 K + Na + NO 3 NaOH + H 2 O Na + + OH + H 2 O HCrO 4 + OH CrO 4 + H 2 O il ph si abbassa fino al raggiungimento del Kps Ag 2 CrO 4 e riprecipita rosso mattone Se si aggiunge troppo NaOH si osserva la formazione di un precipitato scuro. In ambiente basico si può avere 2 Ag + + 2OH 2 Ag(OH) precipitato scuro Kps Ag(OH) ~ 10 8 M 2 L Ag + in questo sistema è uno ione a comune cioè partecipa a diversi equilibri di precipitazione La predominanza delle diverse forme in soluzione dipende dai valori dei Kps e dalle concentrazioni ioniche presenti in soluzione. Per es il Cl è presente in concentrazioni molto basse e non è in grado di competere con gli altri equilibri. Se si aggiungesse altro NaCl, gli altri equilibri si spostano fino a portare ad una completa precipitazione di Ag + come AgCl anche in ambiente basico.