Solubilidad

I.) RESUMEN

En el presente informe que tiene como titulo solubilidad y producto de solubilidad, se definirá estos conceptos experimentalmente en el laboratorio. Gran parte del estudio de solubilidad está relacionado estrechamente con la temperatura de la solución. Por lo tanto, será necesario medir la temperatura de la solución con la que se va a trabajar, para a si poder hallar la solubilidad.

La constante del producto de solubilidad se hallara con la desaparición del precipitado en la solución que se presentara haciendo diluciones sucesivas para hallar la concentración de los iones

II.) INTRODUCCION

Estos dos temas están estrechamente relacionados: solubilidad y el producto de solubilidad, ya que solubilidad es la cantidad de soluto presente en un determinado volumen de solución; mientras que el producto de solubilidad, es la constante que indica el producto de las concentraciones molares de los iones constituyentes de un determinado compuesto. Se observa que el nivel de solubilidad varía de acuerdo a diferentes factores tal es el caso de la temperatura, el cual interviene de forma inversa a la solubilidad del producto, en esta novena práctica, se pone en mención la importancia de la determinación de solubilidad del Ca(OH)2 el cual se experimenta a diferentes temperaturas.

En la segunda parte se determina la constante experimental del producto de solubilidad, de los diferentes pares de soluciones; observándose de cómo poco a poco los precipitados se disuelven. Esto quiere decir que se busca la concentración exacta de las sustancias que al mezclarse ya dejen de producir precipitado alguno, en el caso experimental presente esto se obtiene luego de diluir la concentración inicial cuatro veces.

III.) PRINCIPIOS TEORICOS

SOLUBILIDAD

Se denomina SOLUBILIDAD de un compuesto a la máxima cantidad del mismo que puede diluirse en un determinado volumen de disolvente; corresponde a la cantidad de soluto presente en una disolución saturada (aquella que se encuentra en equilibrio con un exceso de soluto). La solubilidad de un compuesto depende de la temperatura. Cuando un soluto se disuelve, se rompe su red cristalina, venciendo las fuerzas de atracción que mantienen unidos a los iones. Es necesario superar la energía de red, y esto se consigue con la hidratación (atracción entre los iones y las moléculas de agua). En general, la energía de hidratación es menor que la energía de red, por lo que el proceso de disolución es casi siempre exotérmico.

SALES POCO SOLUBLES Y PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Cuando añadimos cantidades sucesivas de sólido a una cantidad determinada de disolvente,

se alcanza un punto en el que ya no se disuelve más sólido. En este momento decimos que el disolvente está saturado de soluto. Por lo tanto una solución está saturada cuando el soluto disuelto está en equilibrio con el sólido sin disolver.

Definimos la solubilidad como la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de disolvente, cuando la solución está saturada; y se expresa en unidades de concentración (gramos/litros). Se denominan poco solubles a las sales disueltas de concentración menor a 0,01 M.

PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Consideremos la reacción de una sal, como cloruro de plata, con agua para dar una solución saturada:

AgCl (s) Ag+(aq) + Cl-(aq)

La constante de equilibrio en función de las concentraciones es:

Kc =[AgCl][Ag+ ] [Cl- ] como se trata de un sistema heterogéneo, la [AgCl] permanece constante por lo tanto

[ClAg] Kc = [Ag+] [Cl-]

Este producto de concentraciones iónicas se llama producto de solubilidad y la constante, constante del producto de solubilidad, que se simboliza Kps, la cual depende exclusivamente de la temperatura Kps = f(T). Es un número adimensional.

CÁLCULO DE LA SOLUBILIDAD

Procederemos a ver cómo calcular la solubilidad de una sal a partir del valor de Kps (o viceversa, sólo se sigue el mismo proceso pero de “atrás para adelante”). Supongamos que, mediante la pila electroquímica, obtuvimos el siguiente valor de producto de solubilidad: Kps = 5,0 x 10-9; de la siguiente reacción:

BaCO3 ↔ Ba2 + (ac) + CO32 –(ac)

Luego, sabemos que

(E.1)………………. Kps = [Ba2 +][ CO32 –] = 5,0x 10−9

Donde las unidades de concentración es moles Litro . Para calcular la solubilidad de esta sal se procede mediante el siguiente razonamiento: La ecuación anterior nos indica que por cada mol del catión Ba+2 que se disuelve, hay también un mol del anión complejo CO32- Como no hay otras fuentes de estos iones en la solución, se tiene que

[Ba2 +] = [CO32 –]

Donde el resto será agua pura. Reemplazando esto en la ecuación (E.1), obtenemos que:

(E.2)………… [Ba2 +][ CO32 –] = [Ba2 + ]2 = 5,0x 10−9⇒ [Ba2 + ] = 7,07x 10−5

lo cual es la concentración del catión Ba+2 disuelta, y por (E.2) se sabe que también es la concentración del anión CO32 –. Si volvemos a ver la estequiometria de la reacción, podemos deducir que ésta es la misma cantidad de moles que se pueden disolver en 1 L de solución, luego la solubilidad del BaCO3 es 7,07x10-5 M.

SOLUBILIDAD CON UN IÓN COMÚN

Se conoce como efecto de ion común al desplazamiento de un equilibrio iónico cuando cambia la concentración de uno de los iones que están implicados en dicho equilibrio, debido a la presencia en la disolución de una sal que se encuentra disuelta en él.

Algunas veces sucede que en una misma disolución hay presentes dos tiposde sustancias, que se encuentran disociadas en sus respectivos iones, procediendo uno de éstos a su vez de la disociación de las dos

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