Equilibrios de solubidade

Química # Enerxía reticular. Disolucións. Condicions de precipitación. Ións complexos

  • Enviado por: Xurxo
  • Idioma: gallego
  • País: España España
  • 8 páginas
publicidad

EQULIBRIOS DE SOLUBILIDADE

1ª) SOLUBILIDADE.

Unha disolución é unha mestura de dous ou máis compoñentes nunha ou máis fases. Por regla xeral, a disolución está formada por un ou máis solutos e un disolvente. Os solutos máis habituais son sustancias sólidas ou líquidas, mentres que o disolvente habitual é a auga. O fenómeno da solubilidade dunha sustancia nun disolvente débese á súa maior estabilidade enerxética, é decir, ao disolver un soluto nun disolvente prodúcese un desprendimento de enerxía, facilitando a estabilidade da sustancia.

Primeiramente hai que vencer a enerxía reticular que mantén aos ións colocados na rede cristalina aportando unha certa cantidade de enerxía. Ésta enerxía procede en parte da enerxía de hidratación dos ións, aínda que non é suficiente (na maioría dos casos a enerxía de hidratación dos ións é menor que a enerxía reticular, é decir, a disolución é un proceso endotérmico H > 0). Pero ao disolverse a sustancia, os ións repartense pola disolución aumentando a entropía do sistema (S > 0) favorecendo a disolución do soluto.

Temos así dous factores opostos que xogan no proceso de disolución: entalpía positiva (desfavorece o proceso de disolución) e entropía positiva (favorece o proceso de disolución)

En función da cantidade de soluto presente na disoluyción podemos facer a seguinte clasificación:

  • disolucións diluídas nas que a proporción de soluto é baixa

  • disolucións concentradas nas que a proporción de soluto é alta

  • disolucións saturadas nas que xa non se admite máis soluto

As disolucións a estudar neste tema son as disolucións saturadas

Á concentración dunha disolución saturada chámaselle solubilidade S, que está en función da Tª:

  • se a Tª aumenta, aumenta a solubilidade, é decir, disólvese máis soluto

  • se a Tª disminue, disminue a solubilidade, é decir, disólvese menos soluto

As unidades de solubilidade son dúas: Equilibrios de solubidade

As sustancias a estudar neste tema son as sales pouco solubeis, que poseen altas enerxías reticulares e baixas enerxías de hidratación, facendo dificultoso o proceso de disolución. Por regla xeral, considérase que unha sal é insolúbel se se disolve menos do 1%. As sales insolubeis soen ser de tipo covalente, aínda que hai sales iónicas isolubeis, pero son as menos.

Exemplos de sales pouco solubeis son:AgCl, AgBr, AgI, Al(OH)3, BaCO3, BaSO4, CaCO3, CuS, Fe(OH)3, HgS, Mg(OH)2, PbSO4, ZnS, ZnSO4, …

Unha disolución de sales pouco solubeis pode obterse de dous xeitos:

  • collendo unha sal e disolvendoa en auga: BaSO4, AgCl,…

  • mesturando duas disolucións que den a sal pouco solúbel

2ª) EQUILIBRIO DE SOLUBILIDADE. PRODUCTO DE SOLUBILIDADE.

Ao estudar sales pouco solubeis, teremos un equilibrio químico de disolución moi pouco desplazado hacia a dereita, o que indica a dificultade para disolver a esa sustancia.

-Aplicando os conceptos de equilibrio a un exemplo moi estudado e coñecido como é a disolución da sal AgCl, teremos:

A sal AgCl é unha sal pouco solúbel que en disolución saturada con auga da o seguinte equilibrio:

Equilibrios de solubidade
Equilibrios de solubidade
Equilibrios de solubidade

A maior dificultade está en que o AgCl en fase sólida pase a fase acuosa. Esa pouca cantidade que o fai disóciase completamente nos ións Ag+1 e Cl-1

Aplicando o concepto de constante de equilibrio teremos:

Equilibrios de solubidade
! Equilibrios de solubidade
e tendo en conta que Equilibrios de solubidade
podemos escribir: Equilibrios de solubidade

Equilibrios de solubidade

-Os conceptos anteriores xeralízanse para o caso dunha sal do tipo AxBy:

Equilibrios de solubidade
Equilibrios de solubidade
Equilibrios de solubidade

S x.S y.S

Se só se disolve unha cantidade S de sal (que é a solubilidade), ao ser pequena, disóciase totalmente nos ións A-y e B+x . Usando o concepto de producto de solubilidade definido anteriormente:

Equilibrios de solubidade
! Equilibrios de solubidade

Os valores de KPS son moi pequenos ( menores de 10-5), e así os valores de S tamén serán moi pequenos.

Algúns exemplos:

Equilibrios de solubidade
Equilibrios de solubidade
Equilibrios de solubidade

S S S 2S S 3S

Equilibrios de solubidade
Equilibrios de solubidade
Equilibrios de solubidade

Equilibrios de solubidade
Equilibrios de solubidade
Equilibrios de solubidade

3ª) CONDICIÓNS DE PRECIPITACIÓN.

Ao ser pouco solubeis estas sales, poden precipitar na disolución. Imos a analizar as diferentes posibilidades estudando o caso da sal AgCl

Equilibrios de solubidade
!

Nunha disolución poden ocurrir tres posibilidades:

  • Equilibrios de solubidade
    non se acada a saturación da disolución e non se forma precipitado de AgCl, é decir, a pouca sal que hai na disolución está disolta e disocida.

  • Equilibrios de solubidade
    teremos unha disolución saturada, é decir, está no límite sen chegar a precipitar a sal. Si se engade un pouco máis de sal á disolución, ésta empeza a precipitar.

  • Equilibrios de solubidade
    disolución sobresaturada, o equilibrio está roto e precipita AgCl ata que se volva a restablecer o equilibrio.

4ª) DESPRAZAMENTO DO EQUILIBRIO DE SOLUBILIDADE.

Ao disolver unha sal pouco solúbel, fórmase un equilibrio que ven dado pola constante KPS. Ás veces interesa modificar éste equilibrio para aumentar ou disminuir a solubilidade da sal. Ísto pódese facer usando tres métodos: efecto do ión común, disolución do precipitado e formación de ións complexos.

a) Efecto do ión común: supoñendo que na disolución temos o equilibrio dunha sal pouco solúbel, se agora engadimos outra sal que posea un ión común, o equilibrio de solubilidade vai ser modificado. Aplicando isto ao exemplo do AgCl teremos:

  • inicialmente está o equilibrio de solubilidade do AgCl: