Calculul Kps. Cum se efectuează calculul Kps

O Calcul Kps (produsul de solubilitate) este legat de două echilibre chimice care apar atunci când a electrolitul (o sare, o bază sau un acid) puțin solubil formează o soluție saturată cu apă fundal. Cele două solduri sunt:

• echilibrul dizolvării

XDa_{b (aici)} → XDa_{b (ppt)}

În acest echilibru, viteza cu care electrolitul se dizolvă în apă este egală cu viteza cu care precipită. Constanta de echilibru (Kc) este:

Kc = 1
XDa_{b (aici)}

• echilibrul de disociere

XaY_{b (aici)} → aX⁺_(Aici) + bY^-_(Aici)

dupa cum electrolit se dizolvă in apa, automat el dacă disociază, eliberând cation și anion. În acest caz, constanta de echilibru (Kc) este:

Kc = [X⁺]. [Y^-]^B
[XDa_{b (aici)}]

Molaritatea electrolitului din soluție este întotdeauna constantă, deci îl putem include în Kc:

Kc. Șah_{Yb (aq)} = X^{+ a}. Da^-B

Prin includerea molarității electrolitului în Kc, se numește Kps, iar molaritățile (solubilitatea sau coeficientul de solubilitate) ale ionilor sunt ridicate la exponenții lor respectivi:

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

Deci, deoarece Kps este legat de ionii eliberați de electrolit,

pentru a dezvolta calculul acestei constante, este important să știm că molaritatea cationului și a anionului respectă întotdeauna o relație în alunițe cu molaritatea electrolitului de origine, adică:

CaCl₂ → Ca⁺² + 2 Cl^-1

Observând ecuația de disociere a electroliților, avem 1 mol de CaCl₂ este pentru 1 mol de Ca⁺² și 2 moli de Cl^-1. Astfel, dacă concentrația de CaCl₂ pentru x, cea a lui Ca⁺² va fi x și cel al lui Cl^-1 va fi de 2x.

♦ Exemple de calcul Kps

1) (UFRJ) Care va fi expresia Kps a CaF₂, folosind x ca molaritate de sare?

Rezoluţie:

Inițial este necesar să se stabilească ecuația de disociere a sării:

CaCl₂ → Ca⁺² + 2 Cl^-1

În ecuație, avem 1 mol de CaF₂ eliberează 1 mol de CaF₂ și 2 moli de F^-1. Prin urmare, dacă molaritatea sării este x, molaritatea Ca⁺² va fi x și molaritatea lui F^-1 va fi de 2x.

Cu aceste date, putem asambla expresia Kps de sare:

Kps = [Ca⁺²]. [F^-1]

Kps = x. (2x)²

Kps = x. 4x²

Kps = 4x³

2) (Mackenzie-SP) Determinați produsul de solubilitate (Kps) al carbonatului de calciu (CaCO₃) care are o solubilitate de 0,013g / L, la 20^OÇ. Date: Ca = 40; C = 12; O = 16.

Rezoluţie:

Trebuie să transformăm concentrația oferită de exercițiu de la g / L la mol / L, deoarece aceasta este unitatea de concentrație utilizată în calculele Kps. Pentru aceasta, calculați masa molară a sării și apoi împărțiți concentrația dată de masa molară:

- Calculul masei molare:

MCACO₃ = 40 + 12 + 3.(16)

MCACO₃ = 40 + 12 + 48

MCACO₃ = 100g / mol

Conversia concentrației (C) de la g / L la mol / L (M):

M =  Ç
M_CaCO3

M = 0,013
100

M = 1,3.10^-4 mol / L

Având în mână molaritatea sării, este necesar să se cunoască concentrația fiecăruia dintre ionii săi pe baza disocierii lor:

CaCO₃ → Ca⁺² + CO₃^-2

Ca aluniță de CaCO₃ eliberează 1 mol de Ca⁺² și 1 mol de CO₃^-2, concentrația fiecărui ion va fi egală cu cea a sării, adică 1.3.10^-4. În cele din urmă, calculați doar Kps din expresia asamblată prin ecuația de disociere a sării:

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) Solubilitatea unei anumite cloruri de MCl₂ în apă este 1,0. 10^-3 mol / L. Care va fi valoarea produsului dvs. de solubilitate:

Rezoluţie:

Exercițiul ne-a oferit deja molaritatea electrolitului, deci este suficient să se efectueze disocierea acestuia pentru a determina concentrația molară a fiecărui ion și Kps.

MCI₂ → M⁺² + 2 Cl^-1

Ca 1 mol de MCl₂ dă 1 mol de M⁺² și 2 moli de Cl^-1, molaritatea lui M⁺² va fi egal cu 1.0.10^-3, iar cel de la Cl^-1 va fi dublu, adică 2.0.10^-3. În cele din urmă, calculați doar Kps din expresia asamblată de ecuația de disociere a electroliților:

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) Produsul de solubilitate al bromurii de argint este de 5,2 × 10^-13. Dacă soluția conține 2,0 × 10^-2 mol de Br^-, care va fi concentrația maximă de ioni Ag⁺_(Aici) trebuia să nu precipitați bromură de argint (AgBr)?

Rezoluţie:

Datele furnizate de exercițiu sunt:

Kps: 5.2.10^-13

[Fr^-1] = 2.10^-2

[Ag⁺¹] = ?

Să analizăm disocierea sării furnizate:

AgBr → Ag⁺¹ + Fr^-1

Avem că 1mol de sare dă naștere la 1mol de Ag⁺¹ și 1 mol de Br^-1. Astfel, prin asamblarea expresiei Kps din aceste date, putem găsi concentrația maximă de ioni Ag⁺¹:

Kps = [Ag⁺¹]. [Fr^-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 mol / L

De mine. Diogo Lopes Dias