O Cálculo de kps (producto de solubilidad) está relacionado con dos equilibrios químicos que ocurren cuando un electrolito (una sal, una base o un ácido) escasamente soluble forma una solución saturada con agua antecedentes. Los dos saldos son:
equilibrio de disolución
XLaYb (aquí) → XLaYb (ppt)
En este equilibrio, la velocidad a la que el electrolito se disuelve en agua es igual a la velocidad a la que precipita. La constante de equilibrio (Kc) es:
Kc = 1
XLaYb (aquí)
equilibrio de disociación
XaYb (aquí) → aX+(aquí) + por-(aquí)
Como el electrólito se disuelve en el agua, automáticamente él si se disocia, liberando cationes y aniones. En este caso, la constante de equilibrio (Kc) es:
Kc = [X+]La. [Y-]B
[XLaYb (aquí)]
La molaridad del electrolito en la solución es siempre constante., por lo que podemos incluirlo en Kc:
Kc. ChaYb (aq) = X+ un. Y-B
Al incluir la molaridad del electrolito en Kc, se denomina Kps, y las molaridades (solubilidad o coeficiente de solubilidad) de los iones se elevan a sus respectivos exponentes:
Kps = [X+ un]. [Y-B]
Entonces, como Kps está relacionado con los iones liberados por el electrolito, Para desarrollar el cálculo de esta constante, es importante saber que la molaridad del catión y el anión siempre obedece a una relación en moles con la molaridad del electrolito de origen, es decir:
CaCl2 → Ca+2 + 2 Cl-1
Al observar la ecuación de disociación de electrolitos, tenemos 1 mol de CaCl2 es por 1 mol de Ca+2 y 2 moles de Cl-1. Por tanto, si la concentración de CaCl2 para x, el de Ca+2 será xy el de Cl-1 será 2x.
♦ Ejemplos de cálculo de Kps
1) (UFRJ) ¿Cuál será la expresión de Kps de CaF2, usando x como la molaridad de la sal?
Resolución:
Inicialmente es necesario configurar la ecuación de disociación de sal:
CaCl2 → Ca+2 + 2 Cl-1
En la ecuación, tenemos 1 mol de CaF2 libera 1 mol de CaF2 y 2 moles de F-1. Por tanto, si la molaridad de la sal es x, la molaridad de Ca+2 será xy la molaridad de F-1 será 2x.
Con estos datos podemos ensamblar la expresión de los Kps de sal:
Kps = [Ca+2]. [F-1]
Kps = x. (2x)2
Kps = x. 4x2
Kps = 4x3
2) (Mackenzie-SP) Determinar el producto de solubilidad (Kps) del carbonato de calcio (CaCO3) que tiene una solubilidad de 0.013g / L, a 20OC. Datos: Ca = 40; C = 12; O = 16.
Resolución:
Tenemos que transformar la concentración proporcionada por el ejercicio de g / L a mol / L, ya que esta es la unidad de concentración utilizada en los cálculos de Kps. Para hacer esto, calcule la masa molar de la sal y luego divida la concentración dada por la masa molar:
- Cálculo de masa molar:
MCACO3 = 40 + 12 + 3.(16)
MCACO3 = 40 + 12 + 48
MCACO3 = 100 g / mol
Conversión de concentración (C) de g / L a mol / L (M):
M = C
METROCaCO3
M = 0,013
100
M = 1.3.10-4 prostituta
Teniendo en cuenta la molaridad de la sal, es necesario conocer la concentración de cada uno de sus iones en función de su disociación:
CaCO3 → Ca+2 + CO3-2
Como un mol de CaCO3 libera 1 mol de Ca+2 y 1 mol de CO3-2, la concentración de cada ion será igual a la de la sal, es decir, 1.3.10-4. Finalmente, calcule los Kps a partir de la expresión ensamblada por la ecuación de disociación de sal:
Kps = [Ca+2]. [CO3-2]
Kps = 1.3.10-4. 1,3.10-4.
Kps = 1,69,10-8 (prostituta)2
3) (F.C. Chagas-BA) La solubilidad de cierto cloruro de MCl2 en agua es 1.0. 10-3 prostituta. ¿Cuál será el valor de su producto de solubilidad?
Resolución:
El ejercicio ya nos ha proporcionado la molaridad del electrolito, por lo que basta con realizar su disociación para determinar la concentración molar de cada ion y el Kps.
MCI2 → M+2 + 2 Cl-1
Como 1 mol de MCl2 da 1 mol de M+2 y 2 moles de Cl-1, la molaridad de M+2 será igual a 1.0.10-3, y el de Cl-1 será el doble, es decir, 2.0.10-3. Finalmente, simplemente calcule los Kps a partir de la expresión ensamblada por la ecuación de disociación de electrolitos:
Kps = [M+2]. [Cl-1]2
Kps = 1.0.10-3. (2,0.10-3)2.
Kps = 1.0.10-3. 4,0.10-6
Kps = 4,10-9 (prostituta)2
4) (OSEC-SP) El producto de solubilidad del bromuro de plata es 5.2 × 10-13. Si la solución contiene 2,0 × 10-2 mol de Br-, cuál será la concentración máxima de iones Ag+(aquí) necesario para no precipitar el bromuro de plata (AgBr)?
Resolución:
Los datos que aporta el ejercicio son:
Kps: 5.2.10-13
[Br-1] = 2.10-2
[Ag+1] = ?
Analicemos la disociación de la sal suministrada:
AgBr → Ag+1 + Br-1
Tenemos que 1 mol de sal da lugar a 1 mol de Ag+1 y 1 mol de Br-1. Por lo tanto, al ensamblar la expresión de Kps a partir de estos datos, podemos encontrar la concentración máxima de iones Ag+1:
Kps = [Ag+1]. [Br-1]
5,2.10-13 = [Ag+1].2,0.10-2
[Ag+1] = 5,2.10-13
2,0.10-2
[Ag+1] = 2,6.10-11 prostituta
Por mí. Diogo Lopes Dias