Calcolo di Kps. Come eseguire il calcolo Kps

oh Calcolo Kps (prodotto di solubilità) è correlato a due equilibri chimici che si verificano quando a elettrolita (un sale, una base o un acido) poco solubile forma una soluzione satura con acqua sfondo. I due saldi sono:

• equilibrio di dissoluzione

X_Ilsì_{b (qui)} → X_Ilsì_{b (pp)}

In questo equilibrio, la velocità con cui l'elettrolita si dissolve in acqua è uguale alla velocità con cui precipita. La costante di equilibrio (Kc) è:

Kc = 1
X_Ilsì_{b (qui)}

• equilibrio di dissociazione

XaY_{b (qui)} → aX⁺_(Qui) + per Y^-_(Qui)

come la elettrolita si dissolve in acqua, automaticamente lui se si dissocia rilasciando cationi e anioni. In questo caso, la costante di equilibrio (Kc) è:

Kc = [X⁺]^Il. [Y^-]^B
[X_Ilsì_{b (qui)}]

La molarità dell'elettrolita nella soluzione è sempre costante, quindi possiamo includerlo in Kc:

Kc. Shah_{Yb (acq)} = X^+a. sì^-B

Includendo la molarità dell'elettrolita in Kc, si chiama Kps, e le molarità (solubilità o coefficiente di solubilità) degli ioni sono elevate ai rispettivi esponenti:

Kps = [X^+a]. [Y^-B]

Quindi, poiché Kps è correlato agli ioni rilasciati dall'elettrolita, per sviluppare il calcolo di questa costante, è importante sapere che la molarità del catione e dell'anione obbedisce sempre ad una relazione in moli con la molarità dell'elettrolita di origine, cioè:

CaCl₂ → Ca⁺² + 2 Cl^-1

Osservando l'equazione di dissociazione dell'elettrolita, abbiamo 1 mole di CaCl₂ è per 1 mol di Ca⁺² e 2 moli di Cl^-1. Quindi, se la concentrazione di CaCl₂ per x, quello di Ca⁺² sarà x e quello di Cl^-1 sarà 2x.

♦ Esempi di calcolo Kps

1) (UFRJ) Quale sarà l'espressione di Kps di CaF₂, usando x come molarità del sale?

Risoluzione:

Inizialmente è necessario impostare l'equazione di dissociazione del sale:

CaCl₂ → Ca⁺² + 2 Cl^-1

Nell'equazione abbiamo 1 mole di CaF₂ rilascia 1 mole di CaF₂ e 2 moli di F^-1. Quindi, se la molarità del sale è x, la molarità di Ca⁺² sarà x e la molarità di F^-1 sarà 2x.

Con questi dati possiamo assemblare l'espressione del Kps del sale:

Kps = [Ca⁺²]. [F^-1]

Kps = x. (2x)²

Kps = x. 4x²

Kps = 4x³

2) (Mackenzie-SP) Determinare il prodotto di solubilità (Kps) del carbonato di calcio (CaCO₃) che ha una solubilità di 0,013 g/L, a 20^oh. Dati: Ca=40; C=12; O = 16.

Risoluzione:

Dobbiamo trasformare la concentrazione fornita dall'esercizio da g/L a mol/L, poiché questa è l'unità di concentrazione utilizzata nei calcoli Kps. Per fare ciò, calcola la massa molare del sale e poi dividi la concentrazione data dalla massa molare:

- Calcolo della massa molare:

MCACO₃ = 40 + 12 + 3.(16)

MCACO₃ = 40 + 12 + 48

MCACO₃ = 100 g/mol

Conversione della concentrazione (C) da g/L a mol/L (M):

M =  Ç
M_CaCO3

M = 0,013
100

M = 1.3.10^-4 moli/L

Avendo in mano la molarità del sale, è necessario conoscere la concentrazione di ciascuno dei suoi ioni in base alla loro dissociazione:

CaCO₃ → Ca⁺² + CO₃^-2

Come una mole di CaCO₃ rilascia 1 mole di Ca⁺² e 1 mole di CO₃^-2, la concentrazione di ogni ione sarà uguale a quella del sale, cioè 1.3.10^-4. Infine, basta calcolare i Kps dall'espressione assemblata dall'equazione di dissociazione del sale:

Kps = [Ca⁺²]. [CO₃^-2]

Kps = 1.3.10^-4. 1,3.10^-4.

Kps = 1.69.10^-8 (mol/l)²

3) (F.C. Chagas-BA) La solubilità di un certo cloruro MCl₂ in acqua è 1.0. 10^-3 mol/l. Quale sarà il valore del tuo prodotto di solubilità:

Risoluzione:

L'esercizio ci ha già fornito la molarità dell'elettrolita, quindi è sufficiente effettuare la sua dissociazione per determinare la concentrazione molare di ogni ione e il Kps.

MCI₂ → M⁺² + 2 Cl^-1

Come 1 mole di MCl₂ dà 1 mole di M⁺² e 2 moli di Cl^-1, la molarità di M⁺² sarà uguale a 1.0.10^-3, e quello di Cl^-1 sarà doppio, cioè 2.0.10^-3. Infine, basta calcolare i Kps dall'espressione assemblata dall'equazione di dissociazione dell'elettrolita:

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 (mol/l)²

4) (OSEC-SP) Il prodotto di solubilità del bromuro d'argento è 5,2×10^-13. Se la soluzione contiene 2.0×10^-2 mole di Br^-, quale sarà la concentrazione massima di ioni Ag⁺_(Qui) necessario per non far precipitare il bromuro d'argento (AgBr)?

Risoluzione:

I dati forniti dall'esercizio sono:

Kps: 5.2.10^-13

[Br^-1] = 2.10^-2

[Ag⁺¹] = ?

Analizziamo la dissociazione del sale fornito:

AgBr → Ag⁺¹ + Br^-1

Abbiamo che 1mol di sale dà origine a 1mol di Ag⁺¹ e 1 mole di Br^-1. Quindi, assemblando l'espressione di Kps da questi dati, possiamo trovare la massima concentrazione di ioni 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 moli/L

Di Me. Diogo Lopes Dias