Problemas resueltos resueltos de Solubilidad
Cálculo de
conociendo s.
2, 0 10
Al disolver en un litro de agua saturada. ¿Cuál es la
moles de
del compuesto?
se produce una disolución
El dato que da el problema es la solubilidad ( s) de la sal, el cual se emplea para calcular el valor del producto de solubilidad:
óó 2 ,0 110 2,01 10
Seguidamente se establece el equilibrio de solubilidad y la concentración de cada especie una vez que se alcanza el mismo.
inicialmente reacciona equilibrio
↔ 2 2 4 4 4 2,010 3,2 10 s
0
0
s s
2s 2s
Por último, se sustituye el valor de s en la ecuación y se obtiene el e l producto de solubilidad
Sin unidades, porque habitualmente no se indican en las constantes de solubilidad
Cálculo de s conociendo El
del
.
a una determinada temperatura es
en g/l?
2,910
. ¿Cuál es la solubilidad
↔ 2 2 4 ⁄ 2, 9 10 4 → 1,7 10 4 → 4 8,9810 ⁄ 137,33235,45 208,23 8,9810 208,23 1,87
Como el dato que da el problema es el
, mediante el equilibrio de solubilidad de esa
sal relacionaremos el producto de solubilidad con la solubilidad.
inicialmente reacciona equilibrio
s
0
0
s s
2s 2s
Se sustituye en la ecuación el valor de
Para obtener la solubilidad en realiza la conversión
y obtenemos la solubilidad en
, se calcula la masa molecular del cloruro de bario y se
Cálculo de s en presencia de ion común.
0,1 ↔ 2 2 4 3, 9 10 4 → 3,9 10 4 → 4 2,1410 3,910
Calcula la solubilidad del
en agua pura y en una disolución
de
.
Dato:
La primera parte del problema se realiza exactamente igual que en el ejemplo anterior:
inicialmente reacciona equilibrio
s
0
0
s s
2s 2s
Pero ahora, para calcular la solubilidad en (que como el problema no da el dato de la de esa sal hay que considerarla completamente soluble) hay que tener en cuenta si algunos de los iones que forma el este caso el .
al disociarse es “común” a la sal insoluble. En
Cuando esto ocurre, las condiciones iniciales de equilibrio cambian, puesto que hay presencia en el medio de uno los iones en los que se disocia la sal y por lo tanto, hay que tenerlo en cuenta:
→
Para determinar la concentración de iones fluoruro en el medio se realiza por estequiometría:
ó 1 0,1 →→ 1 0,1 0,1 1 1 0,1 ↔ 2 2 0, 1 0, 1 3 , 9 10 0,01 → 3,9 10 0,01 → 0,01 3,9 10 Y una vez conocidos, se procede a resolver el problema siguiendo los mismos pasos que antes, pero ahora teniendo en cuenta la concentración inicial de Se desprecia*
inicialmente reacciona equilibrio
s
0
0,1
s s
2s 2s+0,1
Se puede apreciar que la solubilidad disminuye mucho cuando en el medio hay presente una sal que tenga un ion en común con la sal insoluble. Esto es debido al principio de Le Chatelier: al perturbar el equilibrio aumentando la concentración de los productos, el sistema vuelve a estar en equilibrio desplazándose hacia la izquierda, disminuyendo la cantidad de iones, y por lo tanto su solubilidad.
* Despreciar:
10
Cuando , se puede despreciar s frente a 0,1 o alguna otra concentración de magnitud similar porque el error que se comete es muy pequeño y el resultado obtenido prácticamente es el mismo que si se hubieran hecho las operaciones sin despreciar:
2 0,1 4 0,4 0,01 4 0,4 0,01 4 0,4 0,01 3,9 10 0 3, 8 993910 0.0.0054, 1 610 54,1610 3,8993910 3,910 | 3, 9 10 3, 8 993910 % 3,910 |100 0,016%
De las 3 soluciones, la única que vale es la primera.
Si comparamos el resultado verdadero con el aproximado se puede ver que el error es mínimo. Concretamente, el error relativo es:
Precipitación de sales
1,0102,010
Se tiene una disolución de de concentración alcalina de iodo hasta que la concentración de iones ioduro es de alguna sal? Dato:
1,410
M. se añade una sal M. ¿Precipita
1,010 1,010→ 1, 010 2 21, 0 10 1,0 10 ↔ 1,010 2,2010 1,0 10 2,010 4,0 10
Primeramente hay que establecer la reacción con la que se va a trabajar. Una manera sencilla es fijarse en la sal de la cual se facilita la , en este caso el Seguidamente hay que calcular las concentraciones de cada uno de los iones presentes en la disolución final:
Conocidas las dos concentraciones, planteamos el equilibrio de solubilidad y calculamos el cociente de reacción:
inicialmente
Como
no se forma precipitado
Precipitación fraccionada
Tenemos una disolución que contiene iones y cada uno de concentración 0,001 M, a la cual añadimos lentamente, . Si suponemos que no hay variación de volumen, determine: a) Cuál de las dos sales que se forman precipita primero. b) La concentración del catión plata necesaria para que precipite cada halogenuro. c) Calcule el porcentaje de que queda en disolución cuando comienza a precipitar el cloruro de plata. Datos:
1,6 10 5,0 10
a) Para responder a la primera cuestión, basta con fijarse en el producto de solubilidad, aquella sal con menor será la que precipite primero, puesto que
es la más insoluble. Por lo tanto, primero precipita el bromuro de plata, . b) Para determinar la concentración del catión necesaria, hay que trabajar con el producto de solubilidad. Por definición, el producto de solubilidad es el valor mínimo que puede tener el producto de las concentraciones de los productos elevados a sus coeficientes estequiométricos para que comience a prec ipitar la sal. Sustituyendo en esa ecuación se obtiene la concentración solicitada.
↔ 1,610 0,001 → 1 ,6 100,001 1,6 10 ↔ 5,010 0,001 → 5 ,0 100,001 5,0 10 1,610 5,010 1,6 10 → 5 ,1,0 10 3, 1 2510 610 3 , 1 2510 % 100 0,001 100 0,3125%
Para el
:
Para el
:
c) Cuando comience a precipitar el , la concentración de que hay en el medio es de , por lo que aplicando de nuevo la ecuación del producto de solubilidad, se puede calcular la en disolución (sin precipitar).
Por lo que el % de bromuro disuelto es:
