14-1
INTRODUCCION AL
EQUILIBRIO
PRECIPITACIÓN - SOLUBILIZACIÓN
INTRODUCCION AL
EQUILIBRIOEQUILIBRIO
PRECIPITACIÓN PRECIPITACIÓN -- SOLUBILIZACIÓNSOLUBILIZACIÓN
Lo básico que debes saber de Química General
1414--22
LA SOLUBILIDAD DE ELECTROLITOS FUERTES POCO SOLUBLESLA SOLUBILIDAD DE ELECTROLITOS FUERTES POCO SOLUBLES
Compuesto Solubilidad Electrolito
NaCl
BaSO4
HgCl2
Ácido benzoico
Ácido acético
Azúcar
Soluble
Soluble
Soluble
Soluble
Poco soluble
Poco soluble
Fuerte
Fuerte
Débil
Débil
Débil
No electrolito
1414--33
LA CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD
LA CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD
Kps = [ An+ ]m
[ Bn+ ]m
AmBm(s) m An+(ac) + n Bm-(ac)Disolución
Precipitación
Solubilidad: Cantidad MÁXIMA de soluto que se disuelve en un volumen dado de solución.Expresada en (g/L) o en (moles/L).
Solución saturada: Aquella que satisface la solubilidad del soluto.
1414--44
TIPOS DE PROBLEMATIPOS DE PROBLEMA
a) Dado el Kps, encontrar la solubilidad.
El Kps del cloruro de plata es 1,7 x 10-10. ¿Cuántos g de sal se disuelven en 1 L de solución?
1. Equilibrio: AgCl(s) = Ag++ Cl-
2. Kps = [Ag+] [Cl-]
3. Estequiometría: 1 mol de sal disuelta produce un mol de iones [Ag+] y un mol de iones [Cl-].
4. Tabla de reacción: AgCl(s) = Ag+ + Cl-
inicial: 0 0reacciona: - s s s equilibrio: s s
1414--55
TIPOS DE PROBLEMATIPOS DE PROBLEMA
5. Reemplazar: Kps = [Ag+] [Cl-] = s · s = s2
s2 = 1,7 x 10-10
s = 1,3 x 10-5
Se disuelve 1,3 x 10-5 moles de AgCl en 1 L de solución.
O sea:
1,3 x 10-5(mol) · 143,35 (g/mol)
= 1,86 x 10-3(g/L)
1414--66
TIPOS DE PROBLEMATIPOS DE PROBLEMA
b) Dada la solubilidad de una sal, encontrar el Kps.
Al evaporar 100 mL de una solución saturada de
fluoruro de calcio, queda 1,68 mg de residuo de la
sal sólida. ¿Cuál es el Kps de la sal?
Relaciones entre solubilidad y Kps.Relaciones entre solubilidad y Kps.
1) Sal MX
MX (s) = [M+] [X-] Kps = s · s = s2
2) Sal MX2
MX (s) = [M+] + 2 [X-] Kps = s · (2s)2 = 4 s3
3) Sal MX3
MX (s) = [M+] + 3 [X-] Kps = s · (3s)3 = 27 s4
4) Sal M2X3
M2X3 (s) = 2[M+] + 3 [X-] Kps = (2s)2·(3s)3 = 108 s5
1414--88
EFECTO DE UN IÓN COMÚNEFECTO DE UN IÓN COMÚN
¿ Qué efecto tendría la presencia de una cantidad de sal
soluble que contenga cromato, sobre la solubilidad del
cromato de plomo?
PbCrO4(s) = Pb2+ + CrO42-
1414--99
EFECTO DE UN IÓN COMÚNEFECTO DE UN IÓN COMÚN
El cambio externo es aumentar la [CrO42-]; el principio
de LE CHATELIER predice que el sistema desplaza su
equilibrio, oponiéndose al cambio externo.
En el problema de la transparencia 14-4, se calculó la
solubilidad del clorato de plata en agua. Calcula la
solubilidad de esta sal en una solución 0,1 M de cloruro
de sodio. Compara ambas solubilidades.
R: 1,7 x 10-9 (moles/L)R: 1,7 x 10-9 (moles/L)
1414--1010
PbCrO4(s) Pb2+(ac) CrO42-(ac ; agr)+PbCrO4(s) Pb2+(ac) CrO4
2-(ac)+
EFECTO DE UN IÓN COMÚNEFECTO DE UN IÓN COMÚN
1414--1111
REVERSIBILIDAD DEL EQUILIBRIO. PRECIPITACIÓN
REVERSIBILIDAD DEL EQUILIBRIO. PRECIPITACIÓN
Para preparar una solución de una sal poco soluble
como Ag2CrO4(s) (Kps = 1,3x 10-12), se puede:
a) Agitar Ag2CrO4(s) en agua.
b) Hacer reaccionar una sal que contenga iones Ag+,
con otra solución que contenga iones CrO42-:
Ag2CrO4(s) = 2 Ag+ + CrO42-
1414--1212
REVERSIBILIDAD DEL EQUILIBRIO.
PRECIPITACIÓN
REVERSIBILIDAD DEL EQUILIBRIO.
PRECIPITACIÓN
Se mezcla 5 mL de solución 0,003 M de AgNO3(ac) con
10 mL de solución 0,0006 M de K2CrO4(ac). ¿Precipita
Ag2CrO4(s) de esta solución?
1414--1313
PRECIPITACIÓN SELECTIVAPRECIPITACIÓN SELECTIVA
Existe la posibilidad de formar más de una sal poco soluble. Por ejemplo:
Una solución contiene cloruro de sodio y cromato de sodio, ambas en concentración 0,005 M. Se agrega AgNO3 gota a gota. ¿Qué sal precipita primero?
¡¡¡ Precipita aquella cuyo Kps se satisface primero !!!
1414--1414
PRECIPITACIÓN SELECTIVAPRECIPITACIÓN SELECTIVA
¿A qué concentración de plata precipita AgCl en la
solución dada?
KpsAgCl = [Ag+][Cl-]
Luego: [Ag+] = Kps[Cl-]
1,7 x 10-10
0,005= = 3,4 x 10-8 M
Cuando: [Ag+] = 3,4x 10-8 M, precipita AgCl(s)
1414--1515
PRECIPITACIÓN SELECTIVAPRECIPITACIÓN SELECTIVA
En la misma forma,
KpsAg2CrO4= [ Ag+ ]
2 [ CrO4
2- ], y [ Ag+ ] =Kps
[ CrO42- ]
1,3x 10-12
0,005=
= 1,61 x 10-5 M
Si se agrega AgNO3 gota a gota, se satisface primero
KpsAgCl. ¿Cuál debe ser la [Cl-] cuando comienza a
precipitar Ag2CrO4?
R: 1,06 x 10-5 MR: 1,06 x 10-5 M
1414--1616
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOSINTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
Se agita exceso de hidróxido de calcio (Kps = 3,2 x 10-6),
en agua, y a la solución sobrenadante se agrega
fluoruro de potasio. ¿Precipita fluoruro de calcio (Kps =
4 x 10-11)?
Cuando se agita Ca(OH)2(s) en agua:
Ca(OH)2(s) = Ca2+ + 2 OH- Kps = [ Ca2+ ] [ OH- ]2
s = 9,3 x 10-3 ; [ Ca2+ ] = 9,3 x 10-3M y
[ OH- ] = 2 x 9,3 x 10-3 M
[ OH- ] = 0,0186 M
1414--1717
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOSINTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
[ F- ] =4 x 10-11
0,0186= 1,29 x 10-3M
Cuando [ F- ] llega a 1,29 x 10-3M, comienza a precipitar CaF2(s)
Al agregar [ F- ] ; Se establece el equilibrio:
[ Ca2+ ] [ F- ]2 = 4 x 10-11M
Ca2+ + 2 F- = CaF2(s)
1414--1818
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOSINTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
1. La solución de hidróxido de calcio permite una
concentración máxima de iones Ca2+ bastante alta.
[ Ca2+ ] = 10-2
2. La solubilidad del fluoruro de calcio es baja, y esta
sal precipita al agregar suficientes iones fluoruro.
3. La precipitación en el punto 2 provoca una
disminución de la [ Ca2+ ] en la solución.
1414--1919
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOSINTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
4. Cuando todo el fluoruro agregado ha precipitado,
el hidróxido de calcio comienza a disolverse para
satisfacer su Kps.
5. Finalmente, si hay suficientes iones fluoruro, todo
el hidróxido de calcio se disuelve. (Y todo el calcio
aparece como CaF2(s)).
1414--2020
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOSINTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
Ca(OH)2(s) Ca2+ + 2 OH-
Ca2+
Ca2+
OH- OH-
OH-OH-
CaF2(s) Ca2+ + 2 F-
OH-
OH-
OH-
OH-(K+)
(K+)
(K+)
(K+)
Ca(OH)2(s) Ca2+ + 2 OH-
Ca2+Ca2+
OH-
OH- OH-
OH-
SISTEMA FUERA DE EQUILIBRIO
Ca2+ OH-
OH-
Ca2+ + 2 F- CaF2(s)
Ca2+ OH-
OH-
F- (K+)
CaF2(s)
1 2 3
4 5Ca(OH)2(s)
1414--2121
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOSINTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
El equilibrio de solubilidad del hidróxido de calcio
Ca(OH)2(s) Ca2+ + 2 OH-
Se desplaza hacia la derecha al disminuir [ Ca2+ ]e
Ca(OH)2(s) Ca2+ + 2 OH-
F-
CaF2(s)
1414--2222
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOSINTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
37,05 g de hidróxido de calcio se agitan con 58,1 g de
fluoruro de potasio en 1 L de agua. ¿Cuánto fluoruro
de calcio precipita? ¿Cuál es la concentración de
hidróxido de potasio que queda en la solución?
R: 39,04 g , 1 MR: 39,04 g , 1 M
1414--2323
DISOLUCIÓN DE PRECIPITADOS CONDISOLUCIÓN DE PRECIPITADOS CON
CaF2(s) Ca2+ + 2 F- Kps2 F- + 2 H+ 2 HF 1/Ka
2
CaF2(s) + 2 H+ Ca2+ + 2 HF K = Kps / Ka2
CaF2(s) Ca2+ + 2 F- Kps2 F- + 2 H+ 2 HF 1/Ka
2
CaF2(s) + 2 H+ Ca2+ + 2 HF K = Kps / Ka2
USO DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BASEUSO DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BASE
K = Kps / Kw2K = Kps / Kw2
Ca(OH)2(s) Ca2+ + 2 OH- Kps
2 H+ + 2 OH- 2 H2O 1/Kw2
Ca(OH)2(s) + 2 H+ Ca2+ + 2 H2O
1414--2424
Precipitados se solubilizan formando complejos.
Ejemplo: Disolución del cloruro de plata
AgCl(s) + 2 NH3(ac) = Ag(NH3)2+ Cl-
Ion (o átomo) centralLigandoNº de coordinaciónCarga del ion complejoContraión
DISOLUCIÓN DE PRECIPITADOS CONDISOLUCIÓN DE PRECIPITADOS CON
USO DEL EQUILIBRIO DE COMPLEJOSUSO DEL EQUILIBRIO DE COMPLEJOS
K = Kps x KfK = Kps x Kf
Importante !!
1414--2525
CONSTANTES DE FORMACIÓN DE IONES COMPLEJOS
CONSTANTES DE FORMACIÓN DE IONES COMPLEJOS
[Ag(NH3)2]+ [Ni(CN)4]
2- [AgCl2]-
[Cu(NH3)4]2+
[Zn(NH3)4]2+
[Fe(CN)6]3-
[Fe(CN)6]4-
[Ag(CN)2]-
[AlF6]3-
[SnF6]2-
[CuCl4]2-
[PbCl4]2-
[CuCl2]-
[Al(OH)4]-
[Zn(OH)4]2-
1 x 108
1 x 1012
5 x 108
1 x 1031
1 x 1024
1 x 1030
1 x 1021
7 x 1019
1 x 1025
4 x 105
3 x 105
4 x 102
5 x 104
2 x 1028
5 x 1014
1414--2626
APLICACIONES DEL EQUILIBRIO DE COMPLEJOS
APLICACIONES DEL EQUILIBRIO DE COMPLEJOS
a) Disolución de sales poco solubles
Ag+ + Cl-AgCl(s)
[Ag(NH3)2]+
NH3
R: 0,13 M R: 0,13 M
¿Cuál es la solubilidad del cloruro de plata en amoniaco
1 M?
1414--2727
3 H2O(l) Al(H2O)63+(ac) Al(H2O)3(OH)3(s) Al(H2O)2(OH)4
-(ac) H2O(l)+ +3 H3O3+ OH-
3 H3O3+ OH-
COMPORTAMIENTO ANFOTÉRICO DEL HIDRÓXIDO DE ALUMINIO
1414--2828
Cationes solubles
Cationes solubles
Cationes solubles
Cationes solubles
Cationes solubles
Ag+
,Hg22+
Pb2+
Cu2+,Cd2+H2AsO3
-
Sb3+,Bi3+
Sn2+,Sn4+
Hg2+,Pb2+
Zn2+,Mn2+
Ni2+,Fe2+
Co3+,Al3+
Cr3+,Fe 3+
Mg2+,Ca2+Ba2+
Na+,K+NH4
+
Iones de grupos 2, 3,4 ,5
Iones de grupos 3, 4, 5
Iones de grupos
4, 5
Iones del grupo
5
1
2
3
4
5
AA EEBB CC DD
A EB C D
Iones del grupo 1AgCl,
Hg2Cl2,PbCl2,
Iones del grupo 2
CuS, CdS,HgS, As2S2,Sb2S3, Bi2S3,SnS, SnS2,
PbS
Iones del grupo 3
ZnS, MnS,
NiS, FeS,
CoS
Al(OH)3,
Cr(OH) 3
Iones del grupo 4
Mg3(PO4)2
Ca3(PO4)2
Ba3(PO4)2
Adición HCl 6M
Acidifica pH 0,5 ; adición
H2S
Buffer (pH 8)
NH3/NH4
Adición (NH4)2HPO4
Cen
trífu
ga
Cen
trífu
ga
Cen
trífu
ga
Cen
trífu
ga
ANÁLISIS CUALITATIVOANÁLISIS CUALITATIVO
1414--2929
Ag+
Cu2+
Fe3+
Al3+
Ag(NH3)2+
Cu(NH3)42+
Al(OH)3Al(OH)3
Fe(OH)3Fe(OH)3
CuCl42
-CuCl42
-
AgCl(blanco
)
Paso 1adiciónNH3(ac)
Paso 2adición
HCl
Cen
trífu
ga
Cen
trífu
gaAlPO4
Fe(OH)3
Fe(OH)3
Al(OH)4
-
FeSCN2-
FeSCN2-
Paso 4adición
HCl,Na2HPO4
Paso 5disolución
HCl yadiciónKSCN
Centrífuga
Paso 3adiciónNaOH
ANÁLISIS CUALITATIVOANÁLISIS CUALITATIVO