-
Kps y Solubilidad
Kps y solubilidad
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
La constante del producto de solubilidad, Kps, es la constante
para el equilibrio que se establece entre un soluto slido y sus
iones en una disolucin saturada.
acaBacbAsBA baab
a
B
b
Aps baaaK
Para solutos poco solubles, o prcticamente insolubles, se pueden
utilizar las concentraciones molares en lugar de las
actividades.
baaB
b
ApscccK ba
0
-
Existe una relacin definida entre Kps y la solubilidad molar de
un soluto.
a
c
b
cs
ba
ab
BABA
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
Determine Kps para el carbonato de plata, Ag2CO3, sabiendo que
su solubilidad es de 0,00356 g por cada 100 mL de agua.
acCOacAgsCOAg 2332 2
302 23
cccKCOAgps
Kps y Solubilidad
-
2332 2 CO
Ag
COAg cc
s
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
3023232
2 cssK COAgCOAgps
322 COAgAg sc
3223
COAgCOsc
30332
4 csK COAgps
Kps y Solubilidad
-
ML
mL
g
mol
mL
gs COAg
41029,11
1000
75,275
1
100
00356,032
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
334 11029,14 MMK ps
121061,8 psK
Kps y Solubilidad
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
Determine la solubilidad molar del ioduro de plomo, PbI2,
sabiendo que el Kps es de 7,1x10
9.
acIacPbsPbI 222
3022 cccK IPbps
22 2 Pb
IPbI c
cs
22 PbII sc
Kps y Solubilidad
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
30222
2 cssK PbIPbIps
22 PbIPb
sc
3032
4 csK PbIps
3
393
30
4
1101,7
42McK
sps
PbI
MsPbI31021,1
2
Kps y Solubilidad
-
Solubilidad y Ion Comn Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
La solubilidad de un compuesto inico poco soluble disminuye en
presencia de un segundo soluto que proporcione un ion comn.
De acuerdo con el principio de Le Chtelier, una mezcla en
equilibrio responde a un aumento en la concentracin de uno de los
reactivos, con un desplazamiento en el sentido en que se consume
dicho reactivo.
Solubilidad y ion comn
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
Determine la solubilidad molar del ioduro de plomo (PbI2, Kps =
7,1x109)
en una disolucin acuosa 0,050M de NaI.
acIacPbsPbI 222 Pb2+ I
inicial 0,050 M
acIacNqacNaI
Mcc NaII 050,0
Solubilidad y Ion Comn
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
Determine la solubilidad molar del ioduro de plomo (PbI2, Kps =
7,1x109)
en una disolucin acuosa 0,050M de NaI.
acIacPbsPbI 222 Pb2+ I
inicial 0,050 M
a partir del PbI2 s 2s
acIacNqacNaI
Mcc NaII 050,0
Solubilidad y Ion Comn
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
Determine la solubilidad molar del ioduro de plomo (PbI2, Kps =
7,1x109)
en una disolucin acuosa 0,050M de NaI.
acIacPbsPbI 222 Pb2+ I
inicial 0,050 M
a partir del PbI2 s 2s
equilibrio s (0,050 + 2s) M
acIacNqacNaI
Mcc NaII 050,0
Solubilidad y Ion Comn
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
3022 cccK IPbps
30222
2050,0 csMsK PbIPbIps
Dado que 01,0
,
iI
ps
c
K
MsM PbI 050,02050,0 2
Solubilidad y Ion Comn
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
302050,02
cMsK PbIps
2
39
2
30
050,0
1101,7
050,02 M
M
M
cKs
ps
PbI
MsPbI6108,2
2
Solubilidad y Ion Comn
-
Qps y Kps Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
El criterio para determinar si los iones de una disolucin se
combinan para formar un precipitado requiere la comparacin del
producto inico, Qps, con Kps.
acaBacbAsBA baab
baaiB
b
iApscccQ ba
0
,,
La precipitacin ocurre si Qps > Kps.
La precipitacin no puede ocurre si Qps < Kps.
La disolucin est saturada si Qps = Kps.
Qps y Kps
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
Se aaden 10,0 mL de una disolucin 0,010 M de NaCl a 100 mL de
una disolucin 0,050 M de nitrato de plata, AgNO3. Indique si se
formar el precipitado de cloruro de plata (AgCl, Ksp = 1,8x10
10).
acClacNaacNaCl
mL
mLM
V
Vccc
fdis
idisiNaCl
NaClCl 110
0,10010,0
,
,,
McCl
4101,9
Qps y Kps
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
acNOacAgacAgNO 33
mL
mLM
V
Vccc
fdis
idisiAgNO
AgNOAg 110
100050,0
,
,,3
3
McAg
045,0
20 cccQ ClAgps
acClacAgsAgCl
Qps y Kps
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
10108,1 psK
524 101,41101,9045,0 MMMQps
psps KQ
S se formar el precipitado de cloruro de plata.
Qps y Kps
-
Solubilidad y pH Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
El pH de una disolucin puede afectar mucho a la solubilidad de
un soluto.
Esto es especialmente acusado cuando el anin del soluto es la
base conjugada de un cido dbil o la misma base OH-.
El Mg(OH)2, por ejemplo, es muy insoluble en agua y en
soluciones bsicas, pero es muy soluble en soluciones cidas (K
1017).
Otros solutos poco solubles que tienen aniones bsicos. Como el
ZnCO3, MgF2 y CaC2O4 tambin se hacen ms solubles en medio cido.
Solubilidad y pH
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
Precipitar el hidrxido de hierro (III) [Fe(OH)3, Kps = 4x1038]
en una
disolucin reguladora 0,150 M de cido actico (HC2H5O2, Ka =
1,8x105) y
0,250 M de acetato de sodio (NaC2H5O2), en la cual la
concentracin de Fe3+ es de 0,013 M?
acOHacFesOHFe 333
4033 cccQ OHFepsPara determinar la concentracin de OH:
203
cc
Kc
OH
w
OH
Solubilidad y pH
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
Veamos si podemos aplicar la ecuacin de Henderson-Hasselbalch
para determinar el pH.
Mcc NaAcAc 250,0
10150,0
250,010,0
M
M
c
c
HAc
Aca)
pH
OHc 10
3
HAc
Aca
c
cpKpH log
Solubilidad y pH
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
35
35
1050,1150,001,001,0108,1
1050,2250,001,001,0108,1
HAca
Aca
cK
cKb)
Si se puede aplicar la ecuacin de Henderson-Hasselbalch para
determinar el pH.
150,0
250,0log108,1 5pH
0,5pH
Mc pHOH
5100,1103
Solubilidad y pH
-
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
MMM
cOH
92
5
14
100,11100,1
100,1
294039 103,1100,1013,0 cMMQps
psps KQ
S precipitar el hidrxido de hierro (III).
Solubilidad y pH
-
Precipitacin Fraccionada
Precipitacin fraccionada
Solubilidad y Equilibrio de Iones Complejos
Las diferencias de solubilidades de solutos pueden ser empleadas
para separar iones en disolucin.
La precipitacin fraccionada es una tcnica en la que dos o ms
iones disueltos se separan mediante su precipitacin con un reactivo
comn, logrando que uno de los iones precipite mientras el resto
permanece en solucin.
La condicin principal para una buena precipitacin fraccionada es
que haya una diferencia significativa en los valores de Kps de las
sustancias que se van a separar.
-
Precipitacin Fraccionada Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
Para separar los iones Ag+ y Sr2+, se aade gota a gota una
disolucin de Na2CO3 a otra disolucin 0,010 M y 0,045 M de Ag
+ y Sr2+, respectivamente. a) Demuestre que el SrCO3 precipitar
antes que el Ag2CO3. b) Determine la concentracin de Sr2+ en
disolucin cuando comienza a precipitar el Ag2CO3.
-
Precipitacin Fraccionada Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
acCOacAgsCOAg 2332 212105,8 psK
acCOacSrsSrCO 232
3 10101,1 psK
a) Demuestre que el SrCO3 precipitar antes que el Ag2CO3.
302, 2332
cccK AgCOCOAgps
-
Precipitacin Fraccionada Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
302
, 3223
cc
Kc
Ag
COAgps
CO
MM
Mc
COAgCO
83
2
12
,105,81
010,0
105,8
3223
20, 2233
cccK SrCOSrCOps
20,2
323
cc
Kc
Sr
SrCOps
CO
-
Precipitacin Fraccionada Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
MM
Mc
SrCOCO
9201
,104,21
045,0
101,1
323
32233
23 ,, COAgCOSrCOCO
cc
El SrCO3 precipitar antes que el Ag2CO3.
-
Precipitacin Fraccionada Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
b) Determine la concentracin de Sr2+ en disolucin cuando
comienza a precipitar el Ag2CO3.
Cuando comienza a precipitar el Ag2CO3,
McCO
8105,823
20,23
32 c
c
Kc
CO
SrCOps
Sr
McM
cSr
320
8
10
103,1105,8
101,12
Significa que ha precipitado el 97,1% del Sr2+.
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
Equilibrios de iones complejos
Un ion complejo es un anin o un catin poliatmico compuesto por
un ion metlico central al que se le unen otros grupos (molculas o
iones) denominados ligandos.
La formacin de un ion complejo se describe a partir de su
constante de formacin, Kf.
Una caracterstica que distingue a Kf de la mayor parte de las
constantes de equilibrio es que sus valores son grandes.
acNHCoacNHacCo 3633
3 6
33606
105,4
33
3
63
ccc
cK
NHCo
NHCo
f
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
Se mezclan 100 mL de una disolucin 0,25 M de Zn(NO3)2 con 500 mL
de una disolucin 1,0 M de NH3. Si se aaden 50,0 mL de una disolucin
0,50 M de oxalato de sodio, Na2C2O4, precipitar el oxalato de cinc,
ZnC2O4?
MmL
mLM
V
Vcc
fdis
idisiNOZn
NOZn 042,0600
10025,0
,
,,23
23
MmL
mLM
V
Vcc
fdis
idisNH
NH 83,0600
5000,1
,
,3
3
Mcc NOZnZn 042,0232
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
acNHZnacNHacZn 2433
2 4
Zn2+ NH3 [Zn(NH3)4]2+
inicial 0,042 M 0,83 M -
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
acNHZnacNHacZn 2433
2 4
Zn2+ NH3 [Zn(NH3)4]2+
inicial 0,042 M 0,83 M -
0,042 M 0,17 M +0,042 M
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
acNHZnacNHacZn 2433
2 4
Zn2+ NH3 [Zn(NH3)4]2+
inicial 0,042 M 0,83 M -
0,042 M 0,17 M +0,042 M
final 0 M 0,66 M 0,42 M
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
8404
101,4
32
2
43
ccc
cK
NHZn
NHZn
f
Al establecerse el equilibrio
acNHZnacNHacZn 2433
2 4
Zn2+ NH3 [Zn(NH3)4]2+
inicial 0 M 0,66 M 0,42 M
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
8404
101,4
32
2
43
ccc
cK
NHZn
NHZn
f
Al establecerse el equilibrio
acNHZnacNHacZn 2433
2 4
Zn2+ NH3 [Zn(NH3)4]2+
inicial 0 M 0,66 M 0,42 M
+ x M + 4x M x M
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
8404
101,4
32
2
43
ccc
cK
NHZn
NHZn
f
Al establecerse el equilibrio
acNHZnacNHacZn 2433
2 4
Zn2+ NH3 [Zn(NH3)4]2+
inicial 0 M 0,66 M 0,42 M
+ x M + 4x M x M
equilibrio + x M (0,66 + 4x ) M (0,42 x) M
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
40
4466,0
42,0c
xx
xK f
La constante es tan grande que la reaccin inversa no est
favorecida. Por lo tanto, realizamos las siguientes
aproximaciones:
42,042,0 x
66,0466,0 x
40
466,0
42,0c
xK f
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
40
466,0
42,0c
Kx
f
McxZn
9104,52
MM
M
Mx 9
4
48104,51
66,0101,4
42,0
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
20242
2
cccQ OCZnps
Determinamos si el ZnC2O4 precipita con el siguiente
equilibrio:
Determinamos las nuevas concentraciones al agregar 50,0 mL de
Na2C2O4.
MmL
mLM
V
Vcc
fdis
idisiZn
Zn
99
,
,,100,5
650
600104,522
acOCacZnsOZnC 2422
42 8107,2 psK
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
1029 109,11038,0100,5 MMMQps
MmL
mLM
V
Vcc
fdis
idisiOCNa
OCNa 038,0650
0,5050,0
,
,,422
422
Mcc OCNaOC 038,0422242
psps KQ
No precipitar el oxalato de cinc.
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
Determine la solubilidad molar del Ni(OH)2 en una disolucin de
amoniaco 0,050 M.
acOHacNisOHNi 222 15100,2 psK
acNHNiacNHacNi 2633
2 6 8105,5 fK
Se suman las dos ecuaciones.
acOHacNHNiacNHsOHNi 26 26332
6815 101,1105,5100,2 fpsKKK
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
acOHacNHNiacNHsOHNi 26 26332
NH3 [Ni(NH3)6]
2+ OH
inicial 0,050 M - -
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
acOHacNHNiacNHsOHNi 26 26332
NH3 [Ni(NH3)6]
2+ OH
inicial 0,050 M - -
6s M + s M + 2s M
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
acOHacNHNiacNHsOHNi 26 26332
NH3 [Ni(NH3)6]
2+ OH
inicial 0,050 M - -
6s M + s M + 2s M
equilibrio (0,050 6s) M s M 2s M
306
2
3
2
63 cc
ccK
NH
OHNHNi
306
2
6050,0
2c
sM
ssK
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
30
6
3
050,0
4c
M
sK
Dado que
01,0ic
K
050,06050,0 s
3 366
330
6
14
050,0101,1
4
050,0
Mc
MKs
-
Equilibrios de Iones Complejos Solubilidad y Equilibrio de Iones
Complejos
Ms 5106,1
Comparemos esta solubilidad con la del Ni(OH)2 en agua.
3022 cccK OHNips
303302 42 cscssK ps
3 315
330 1
4
100,2
4Mc
Ks
ps
Ms 6109,7
TEMA 8