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kps
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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
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