10.7: Echilibrele de solubilitate

În capitolul 5 am învățat despre o clasă de reacții care implică formarea unui solid „insolubil” în apă, care precipită din soluție. În aceste „reacții de precipitare”, o sare ionică a fost descrisă ca fiind „insolubilă”, conducând reacția spre formarea de produși. Clorura de argint este un exemplu clasic în acest sens. Dacă amestecați nitrat de argint (aproape toate sărurile de nitrat sunt „solubile” în apă) cu clorură de sodiu, s-a format un precipitat alb și copios de clorură de argint, iar nitratul de argint a fost considerat „insolubil”.

Cu toate acestea, dacă ați luat soluția limpede de deasupra precipitatului de clorură de argint și ați făcut o analiză chimică, se vor găsi ioni de sodiu, ioni de nitrat și urme de ioni de clorură și ioni de argint. Concentrațiile de ioni de argint și de clorură ar fi de aproximativ 1,67 × 10-5 M, mult sub concentrațiile cu care lucrăm în mod obișnuit, de aceea spunem că clorura de argint este „insolubilă în apă”. Acest lucru, desigur, nu este adevărat. Solubilitatea este un echilibru în care ionii părăsesc suprafața solidă și intră în soluție în același timp în care ionii sunt redepuse pe suprafața solidă. Pentru clorura de argint, am putea scrie expresia echilibrului sub forma:

AgCl(s) + H2O(l)⇄ Ag+(aq) + Cl-(aq)

Pentru a scrie expresia pentru constanta de echilibru pentru această reacție de solubilitate, trebuie să ne amintim regulile enunțate în secțiunea 10.2 din acest capitol; regula nr. 4 stipulează: „Reactivii sau produșii care sunt prezenți sub formă de solide sau lichide sau solventul, toți au o valoare de activitate de 1 și, prin urmare, nu influențează valoarea expresiei echilibrului.” Deoarece clorura de argint este un solid, iar apa este solventul, expresia pentru constanta de echilibru este pur și simplu,

\\]

Rețineți că am notat constanta de echilibru ca Ksp, unde „sp” se referă la echilibrul de solubilitate, sau „produsul de solubilitate” (produsul concentrațiilor ionilor). Putem calcula valoarea lui Ksp pentru clorura de argint din datele analitice pe care le-am citat mai sus; o soluție apoasă deasupra clorurii de argint solide are o concentrație de ioni de argint și clorură de 1,67 × 10-5 M, la 25˚ C. Deoarece concentrațiile ionilor de argint și de clorură sunt ambele de 1,67 × 10-5 M, valoarea Ksp în aceste condiții trebuie să fie:

\=(1,67\ ori 10^{-5})^{2}=2,79\ ori 10^{-10}\]

Aceasta este foarte mică, având în vedere că Ksp pentru clorura de sodiu este de aproximativ 29!

Pentru o sare precum PbI2, analiza chimică ne spune că concentrația de plumb într-o soluție saturată (solubilitatea maximă de echilibru într-un set specificat de condiții, cum ar fi temperatura, presiunea etc.) este de aproximativ 1,30 × 10-3 M. Pentru a calcula Ksp pentru iodura de plumb (II), trebuie mai întâi să scrieți ecuația chimică și apoi expresia de echilibru pentru Ksp și apoi să înlocuiți pur și simplu concentrațiile ionice. În timp ce faceți acest lucru, amintiți-vă că există doi ioni de iodură pentru fiecare ion de plumb, prin urmare, concentrațiile pentru plumb (II) și iodură sunt de 1,30 × 10-3 M și, respectiv, 2,60 × 10-3 M.

PbI2(s) ⇄ Pb2+(aq) + 2 I-(aq)

\^{2}=(1,30\ ori 10^{-3})(2,60\ ori 10^{-3})^{2}=8.79\ ori 10^{-9}\]

Contributor

  • ContribEEWikibooks

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.