EQUILIBRI IN SOLUZIONI SATURE DI SALI POCO SOLUBILI. K eq = Ba 2+ SO 4 EQUILIBRIO CHIMICO. A a B b. Equilibri eterogenei: Equilibri omogenei:

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1 EQUILIBRIO CHIMICO aa + bb cc + dd K eq = C c D d A a B b K eq è una costante che dipende esclusivamente dalla natura delle specie all equilibrio e dalla temperatura Equilibri omogenei: Tutte le specie chimiche in equilibrio costituiscono un UNICA fase. (es. equilibri in cui reagenti e prodotti sono gas oppure equilibri in cui reagenti e prodotti sono componenti di una soluzione) Equilibri eterogenei: Le specie chimiche all equilibrio fanno parte di due o più fasi. EQUILIBRI IN SOLUZIONI SATURE DI SALI POCO SOLUBILI BaSO 4 (s) Ba 2+ (aq) + SO 2-4 (aq) Equilibrio tra il sale indisciolto ed il sale in soluzione SOLUZIONE SATURA Solubilità (s): massima concentrazione del sale ottenibile ad una data temperatura. K eq = Ba 2+ SO 4 2- BaSO 4 BaSO 4 (s) è costante Ba 2+ SO 4 2- =Keq BaSO 4 =K ps Prodotto di solubilità: K ps = Ba 2+ SO 4 2- K ps può essere espresso in termini di solubilità (s): Ba 2+ = SO 4 2- = s BaSO4 K ps = s 2

2 ESERCIZIO 1 La solubilità di BaF 2 in acqua è 1,30 g/dm 3. Calcolare il prodotto di solubilità. BaF 2 Ba F - K ps = Ba 2+ F - 2 Ba 2+ = s BaF2 ; F - = 2s BaF2 K ps = s (2s) 2 =4s 3 Le concentrazioni che compaiono nell espressione del K ps sono concentrazioni molari. s (BaF 2 ) = 1,30 g/dm 3 P.M. BaF2 = 175,4 g/mol s BaF2 = 1,30 g/dm 3 = 0,0074 mol/dm 3 175,4 g/mol K ps = 4 (0,0074) 3 = 1, (mol/dm 3 ) 3 ESERCIZIO 2 Il prodotto di solubilità di Fe(OH) 2 è 1, a 25 C. Calcolare la solubilità in g/dm 3 dell idrossido. Fe(OH) 2 Fe OH - K ps = Fe 2+ OH - 2 Fe 2+ = s Fe(OH)2 ; OH - = 2s Fe(OH)2 K ps = s (2s) 2 =4s s = K ps /4 = 1, / 4 = 1, mol/dm 3 P.M. Fe(OH)2 = 89,85 g/mol s = 1, mol/dm 3 89,85 g/mol = 0,00143 g/ dm 3

3 ESERCIZIO 3 10g di solfato di argento sono sbattuti con acqua ed il volume portato a 1,0 dm 3. Il residuo indisciolto pesa 1,9g. Calcolare la K ps del solfato di argento. Ag 2 SO 4 2Ag + + SO 2-4 K ps = Ag + 2 SO 4 2- Ag + = 2s Ag2 SO 4 ; SO 4 2- = s Ag2 SO 4 K ps = (2s) 2 s = 4s 3 s Ag2 SO 4 = 10g 1,9g = 8,1 g/dm 3 1dm 3 P.M. Ag2 SO 4 = 311,8 g/mol s Ag2 SO 4 = 8,1 g/dm 3 = 0,026 mol/dm 3 311,8 g/mol K ps = 4s 3 = 4 (0,026 mol/dm 3 ) 3 = 7, (mol/dm 3 ) 3 ESERCIZIO 4 Il prodotto di solubilità di Mg(OH) 2 è 1, (mol/dm 3 ) 3. Calcolare il poh di una soluzione satura di Mg(OH) 2. Mg(OH) 2 Mg OH - K ps = Mg 2+ OH - 2 Mg 2+ = OH - K ps = OH - OH - 2 = 1, OH - = 2 K ps = 2 1, = 2, mol/l poh = - log OH - = - log 2, = 3,54 ph = 14 poh = 14 3,54 = 10,46

4 ESERCIZIO 5 Una soluzione satura di Ca(OH) 2 ha ph = 12,35. Calcolare la solubilità ed il prodotto di solubilità dell idrossido. Ca(OH) 2 Ca OH - K ps = Ca 2+ OH - 2 ph = 12,35 poh = 14 ph = 14 12,35 = 1,65 OH - = 10 -poh = 10 1,65 = 0,0224 mol/l OH - = 2s s = 0,0224 = 0,0112 mol/l 2 P.M. Ca(OH)2 = 74,08 g/mol s = 0,0112 mol/l 74,08 g/mol = 0,83 g/l Ca 2+ = OH - = 0,0112 mol/l 2 K ps = Ca 2+ OH - 2 = 0,0112 (0,0224 ) 2 = 5, SOLUBILITA IN PRESENZA DI UNO IONE IN COMUNE AgCl (s) Ag + (aq) + Cl - (aq) K ps = Ag + Cl - = 1, Se a questa soluzione aggiungiamo una piccola quantità di AgNO 3 (sale solubile) la solubilità di AgCl diminuisce notevolmente EFFETTO DELLO IONE IN COMUNE Il prodotto di solubilità deve risultare soddisfatto in qualunque soluzione che contenga ioni Ag + e Cl -, da qualsiasi composto essi provengano. Per il principio di Le Chatelier, la solubilità di un sale diminuisce in una soluzione che contenga uno ione a comune con il sale.

5 ESEMPIO Calcolare la solubilità di AgCl in una soluzione 0,01M di AgNO 3. K ps = 1, mol 2 /l 2 AgCl (s) Ag + (aq) + Cl - (aq) K ps = Ag + Cl - = 1, Ag + totale = Ag + AgNO3 + Ag + AgCl Ag + AgNO3 = 0,01 M (AgNO 3 sale molto solubile) Ag + AgCl = s AgCl (trascurabile) Ag + totale Ag + AgNO3 = 0,01M Cl - = s AgCl K ps = Ag + Cl - = 0,01 s AgCl = 1, s AgCl = 1, = 1, mol/l 0,01 ESERCIZIO 6 Quanti grammi diag 2 SO 4 si sciolgono in 1dm 3 di acqua pura ed in 1dm 3 di una soluzione 0,420M di Na 2 SO 4? K ps (Ag 2 SO 4 ) = 7, mol 3 /l 3 Ag 2 SO 4 2Ag + + SO 2-4 K ps = Ag + 2 SO 4 2- = 7, ) 1 dm 3 H 2 O pura SO 4 2- = s ; Ag + = 2s K ps (Ag 2 SO 4 ) = s (2s) 2 = 4s 3 = 7, s Ag2 SO 4 = 7, /4 = 2, mol/l P.M. Ag2 SO 4 = 312 g/mol s Ag2 SO 4 = 2, mol/l 312 g/mol = 8,1 g/l 2) 1 dm 3 Na 2 SO 4 0,420M K ps = Ag + 2 SO 4 2- = 7,0 10-5

6 SO 4 2- totale = SO 4 2- Na2 SO 4 + SO 4 2- Ag2 SO 4 SO 2-4 Na2 SO 4 = 0,420 M (Na 2 SO 4 è un sale molto solubile) SO 4 2- Ag2 SO 4 = s Ag2 SO 4 (trascurabile) SO 4 2- totale SO 4 2- Na2 SO 4 Ag + = 2 s Ag2 SO 4 K ps (Ag 2 SO 4 ) = 0,420 (2s) 2 = 7, s = 7, = 0,0064 mol/l 4 0,420 s = 0,0064 mol/l 312 g/mol = 2,01 g/l ESERCIZIO 7 Calcolare quanto solfato di calcio si scioglie in 0,500 dm 3 di una soluzione 1, M di CaCl 2. K ps (CaSO 4 ) = 2, mol 2 /l 2 CaSO 4 Ca 2+ + SO 2-4 K ps (CaSO4 ) = Ca 2+ SO 4 2- Ca 2+ totale = Ca 2+ CaCl2 + Ca 2+ CaSO4 Ca 2+ CaCl2 = 1, M Ca 2+ CaSO4 = s CaSO4 SO 4 2- = s CaSO4 K ps (CaSO4 ) = (1, s CaSO4 ) s CaSO4 = 2, s CaSO , s CaSO4-2, =0 Risolvendo l equazione di II grado: s CaSO4 = 4, mol/l

7 In 0,500 dm 3 : n CaSO4 = 4, mol/l 0,500 l = 2, mol massa CaSO4 = 2, mol 136,68 g/mol = 0,298 g ESERCIZIO 8 Calcolare la massima concentrazione dello ione Fe 3+ che Può stare in soluzione a ph 4,4. Kps Fe(OH)3 = 1, mol 4 /l 4 Fe(OH) 3 Fe OH - K ps Fe(OH)3 = Fe 3+ OH - 3 ph = 4,4 poh = = 9,6 OH - = 10-9,6 = 2, mol/l 1, = Fe 3+ (2, ) 3 Fe 3+ = 1, = 6, mol/l (2, ) 3

8 ESERCIZIO 9 Calcolare il massimo valore di ph di una soluzione 0,14M di FeSO 4 a cui non si ha ancora precipitazione di Fe(OH) 2. La solubilità dell idrossido di ferro è 1, g dm -3 Fe(OH) 2 Fe OH - K ps Fe(OH)2 = Fe 2+ OH - 2 = 4 (s Fe(OH)2 ) 3 s Fe(OH)2 = 1, g dm -3 P.M. Fe(OH)2 = 89,85 g/mol s Fe(OH)2 = 1, g dm -3 = 1, mol/l 89,85 g/mol K ps Fe(OH)2 = 4 (1, ) 3 = 1, mol 3 /l 3 1, = Fe 2+ OH - 2 = 0,14 OH - 2 OH - = 1, = 3, mol/l 0,14 poh = -log OH - = -log 3, = 6,47 ph = 14 poh = 14 6,47 = 7,53 ESERCIZIO 10 Calcolare la solubilità di Mg(OH) 2 in una soluzione tamponata a ph = 8,10, sapendo che la sua solubilità in acqua pura è 4, g dm -3. Mg(OH) 2 Mg OH - K ps = Mg 2+ OH - 2 = 4 (s Mg(OH)2 ) 3 P.M. Mg(OH)2 = 58,31 g/mol s Mg(OH)2 = 4, g dm -3 = 8, mol dm -3 58,31 g/mol K ps = 4 (s Mg(OH)2 ) 3 = 4 (8, ) 3 = 2, mol 3/ l 3 ph = 8,10 poh = 14 8,1 = 5,9 OH - = 10 5,9 = 1, mol/l OH - totale = OH - ph 8,10 + 2s Mg(OH)2 Mg 2+ = s Mg(OH)2 K ps = (1, ) 2 s Mg(OH)2 = 2, s Mg(OH)2 = 2, = 1,49 mol dm -3 (1, ) 2

9 ESERCIZIO 11 Calcolare la solubilità dell idrossido di magnesio in una Soluzione 1, M di NaOH. K ps Mg(OH)2 = 1, mol 3 /l 3 Mg(OH) 2 Mg OH - K ps = Mg 2+ OH - 2 OH - totale = OH - NaOH + OH - Mg(OH)2 OH - NaOH = 1, M OH - Mg(OH)2 = 2s Mg(OH)2 (trascurabile) OH - totale 1, M Mg 2+ = s Mg(OH)2 K ps = (1, ) 2 s Mg(OH)2 = 1, s Mg(OH)2 = 1, = 1, mol/l (1, ) 2 ESERCIZI 1. Calcolare la concentrazione dello ione Mn 2+ alla quale Inizia a precipitare Mn(OH) 2 da una soluzione a ph 10,5. K ps(mn(oh)2 ) = 2, (R.: 2, ) 2. Calcolare la concentrazione minima dello ione Ca 2+ a cui inizia la precipitazione di CaSO 4 da una soluzione 1, M di Na 2 SO 4. La solubilità di CaSO 4 in acqua è 0,660 g dm -3. (R.: 2, ) 3. Calcolare la concentrazione dello ione Pb 2+ in una soluzione satura di Pb(IO 3 ) 2 ed in una soluzione satura di iodato di piombo contenente anche 5, mol dm -3 di KIO 3. K ps Pb(IO3 ) 2 = 3, (R.: 4, ) 4. 1,00 g di PbI 2 sono portati in soluzione nella minima quantità di acqua. Calcolare il volume della soluzione satura finale. K ps PbI2 = 8, (R.: 1,70 dm 3 ) 5. Calcolare la massa di CdSO 4 che si può sciogliere in 100cm 3 di una soluzione tamponata a ph = 8,55. K ps Cd(OH)2 = 2, (R.: 3, g)