Equilibris Ionics Heterogenis

• Equilibris heterogenis• Solubilitat• Producte de solubilitat ( Ks )• Reaccions de precipitació• Variació de la solubilitat

Equilibris heterogenisTipus d’equilibris- Homogeni: totes les espècies presents són a la mateixa fase.- Heterogeni: les espècies químiques es troben en fases diferents

Equilibris heterogenisEquilibri iònic heterogeniEquilibri entre un sòlid poc soluble (o insoluble) i els seus ionspresents en la fase líquida. Dissolució saturada d’ions Precipitat

Equilibris heterogenisAplicacions pràctiquesdels equilibris iònics heterogenis• Recuperació de reactius cars (salsdargent).• Detecció i eliminació dions tòxics enaigües per al consum humà.• Correció de la duresa de l’aigua(produïda per un excés de calci i magnesi) Precipitació del Cr(OH)3 en les depuradores biològiques Resistència d’una rentadora recoberta de carbonats de calci i magnesi Precipitació del AgCl

Solubilitat

Solubilitat Dissolució saturadaNo admet més solut en dissolució. Pertant, també ho és aquella que està en equilibri amb el solut sòlid. Dissolució insaturada Admet més solut en dissolució

SolubilitatDissolució sobresaturadaÉs aquella que té dissolt més solut que la saturada.Són dissolucions inestables i qualsevol perturbació pot provocarque el sòlid precipiti. Solució sobresaturada d’acetat de sodi

SolubilitatSolubilitatLa solubilitat d’un solut és la quantitatmàxima que es pot dissoldre en unaquantitat determinada de dissolvent a unatemperatura determinada.S’expressa habitualment en g/L o en mol/LLa solubilitat coincideix amb el valor de laconcentració del solut en unadissolució saturada.

SolubilitatS > 0,1 mol/LS < 0,01 mol/L

Solubilitat El carbonat de calci (CaCO3) , un compost insolubleFòssils d’ammonites Estalactites i estalacmites

Producte de solubilitat ( Ks )Producte de solubilitat ( Ks o Kps )és l’expressió de la constant d’un equilibri heterogeni. No hi apareixen les concentracions de líquids ni sòlidspurs.Per a un compost sòlid AmBn que es dissocia en ions segonsl’equació: AmBn (s) ⇄ m An+ (aq) + n Bm- (aq)L’expressió del producte de solubilitat és: Ks = [An+]m · [Bm-]n El valor de Ks, com el de totes les constants d’equilibri, varia amb la temperatura.

Producte de solubilitat ( Ks ) Equilibri de solubilitat del AgCl AgCl (s) ⇄ Ag+ (aq) + Cl- (aq) Ag+(aq) Cl- (aq)Ks, 298 K = [Ag+] · [Cl-] = 1,8 · 10-10 AgCl (s)

Producte de solubilitat ( Ks )Producte iònic (Qs)Si les concentracions no són les corresponents a la dissoluciósaturada (equilibri), es defineix el producte iònic ( Qs )Qs < Ks => Dissolució insaturada. Admet més solut sense formar precipitat. Qs = Ks => Dissolució saturada. Està en equilibri. Qs > Ks => Dissolució sobresaturada. Precipita l’excés de solut.

Producte de solubilitat ( Ks )

ExerciciEscriure l’expressió del producte desolubilitat ( Ks ) per als equilibris heterogenisde la taula anterior.Exemple Al(OH)3 (s) ⇄ Al 3+ (aq) + 3 OH- (aq) Ks = [ Al3+ ] · [ OH- ]3

Producte de solubilitat ( Ks )Relació entre Ks i la solubilitat (s )- Quant més petit és el valor de Ks, més baixa és la solubilitat delcompost ( més insoluble és ).- L’expressió de Ks en funció de s varia segons la fórmula del compost:

ExerciciCalcular la solubilitat ( s ) a 25 ºC de tots elscompostos de la taula de Ks anterior.ExempleAl(OH)3 (s) ⇄ Al 3+ (aq) + 3 OH- (aq)Ks = [ Al3+ ] · [ OH- ]3 = 1,9·10-33Ks = ( s ) · ( 3 s )3 = s · 27 s3 = 27 s4 27 s4 = 1,9·10-33 s = ( 1,9·10-33/27 )1/4 = 2,9·10-9 M

Reaccions de precipitació Reaccions de precipitació són aquelles en què en mesclar-se dissolucions de sals solubles formen un producte insoluble anomenat precipitat.Pb(NO3 )2 (aq) + 2 KI (aq)  PbI2 (s) ↓ + 2 KNO3 (aq)

Reaccions de precipitacióhttp://www.youtube.com/watch?v=XcLD7K-WKDk http://www.youtube.com/watch?v=khZIl9kv5Xc

Reaccions de precipitació En barrejar dues dissolucions es forma precipitat quan les concentracions dels ions en dissolució compleixen que Qs > Ks Qs = producte iònic de les concentracions Ks = producte de solubilitatPrecipitat de Fe(OH)3

Reaccions de precipitacióPrecipitació fraccionadaConsisteix a afegir un ió que forma salsinsolubles amb dos o més ions que hi haen la dissolució. Precipitarà primer elcompost amb la Ks més petita ( mésinsoluble ) i el podrem separar de ladissolució.Perquè sigui possible realitzar una Precipitació d’hidròxids deprecipitació selectiva de diferents ions, diferents metallsels valors de Ks de les sals formades ( Fe3+, Cu2+, Cr3+ i Co2+ )han de ser prou diferents.

Marxa analítica de cations

Variació de la solubilitatHi ha diverses maneres de modificar la solubilitat d’uncompost insoluble:4. Disminució de la solubilitat (Efecte de l’ió comú)6. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats. 2.1. Augment de la quantitat de dissolvent 2.2. Efecte salí 2.3. Reacció d’algun ió: 2.3.1. Amb un àcid 2.3.2. En una reacció redox 2.3.3. Formant un ió complex

Variació de la solubilitat1. Disminució de la solubilitat. Efecte de l’ió comú.Si afegim una dissolució que contingui un ió dels queformen la sal poc soluble ( ió comú ), augmenta laconcentració d’aquest ió. Aleshores, l’equilibri es desplaçaper contrarestar aquest efecte i augmenta la quantitat desal precipitada, de manera que disminueix la solubilitat dela sal.

Variació de la solubilitat1. Disminució de la solubilitat. Efecte de l’ió comú.

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats.2.1. Afegir més quantitat de dissolventAfegint més aigua les concentracions dels ions disminueixen il’equilibri es desplaça cap a la formació d’ions (principi de LeChatelier) de manera que augmenta la solubilitat de la sal. Addició d’H2O [Ag+] i [Cl-] disminueixen AgCl (s) ⇄ Ag+ (aq) + Cl- (aq)

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat . Dissolució de precipitats.2.2. Efecte salíSi a una dissolució saturada d’una sal insoluble hi afegim unadissolució amb ions que puguin formar un precipitat amb un delsions de la sal , l’equilibri es desplaçarà de manera que augmentila solubilitat del compost insoluble (efecte invers al de l’ió comú). ZnS (s) ⇄ Zn2+ (aq) + S2- (aq) + 2 Pb2+(aq) PbS (s)

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats.2.3.1. Reacció amb un àcidTots els carbonats es dissolen en àcids forts i s’obté CO2 (g) CaCO3 (s) ⇄ Ca2+ (aq) + CO32- (aq) + 2 H+ (aq) H2CO3  H2O (l) + CO2 (g)↑

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats.2.3.1. Reacció amb un àcid Dissolució del CaCO3 amb HCl http://www.sciencephoto.com/motion/motionPopUpDetails.html?pop=1&id=750021292&pviewid=&country

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats.2.3.1. Reacció amb un àcid

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats.2.3.1. Reacció amb un àcidTots els hidròxids són solubles si s’afegeix un àcid fort. Mg(OH)2 (s) ⇄ Mg2+ (aq) + 2 OH- (aq) + 2 H+ (aq) 2 H2O (l)

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats.2.3.1. Reacció amb un àcid http://www.youtube.com/watch?v=7WZGLJWgc_U

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats.2.3.2. Reaccions redoxEn afegir un àcid oxidant, la concentració d’ions sulfurdisminueix i l’equilibri es desplaça cap a la dreta. PbS (s) ⇄ Pb2+ (aq) + S2- (aq) + 8 HNO3 (aq) oxidant SO42- (aq) + 8 NO2(g) ↑ + 4 H2O

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats.2.3.3. Formació d’un ió complexSi una sal insoluble conté un catió que pot formar un iócomplex ( cations de metalls de transició ), la sal es dissoldràper desplaçament de l’equilibri cap a la dreta. AgCl (s) ⇄ Ag+ (aq) + Cl- (aq) + 2 NH3 (aq) [ Ag(NH3)2 ]+ (aq) ió complex diamminaargent (I)

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats.2.3.3. Formació d’un ió complex

Variació de la solubilitat2. Augment de la solubilitat. Dissolució de precipitats.2.3.3. Formació d’un ió complex AgCl (s) [ Ag(NH3 )2 ]+ (aq)

Variació de la solubilitat Aplicacions dels complexos: EDTAL’àcid etilendiaminotetraacètic(EDTA) és un agent segrestant,això vol dir que aquesta molèculapot formar complexos amb moltsions metàl·lics i eliminar-los d’unadissolució.

Variació de la solubilitatAplicacions dels complexos: EDTA L’EDTA té múltiples usos: - Preservació de mostres d’ADN ( elimina els ions magnesi que el degraden ). - Desintoxicació en casos d’enverinament per ingestió de metalls pesants ( plom, mercuri, etc. ) - Determinació de la duresa de l’aigua ( volumetria complexomètrica de Ca2+ i Mg2+ ) - Conservació d’aliments ( agent segrestant E -385 ). - Usos terapèutics encara poc demostrats ( arteriosclerosi, artritis, colesterol, etc. )

Variació de la solubilitatAplicacions dels complexos: eliminació de la duresa de l’aigua Duresa de l’aigua - Es diu que una aigua és “dura” quan té un elevat contingut d’ions Ca2+ i Mg2+ en dissolució. - Les aigües dures presenten diversos problemes: · Gust desagradable · Problemes per formar escuma amb el sabó (això afecta al correcte rentat de la roba) · Formació de dipòsits de carbonats en alguns electrodomèstics (rentadores, rentavaixelles), calderes, planxes, etc.

Variació de la solubilitatAplicacions dels complexos: eliminació de la duresa de l’aigua S’utilitzen diversos productes per eliminar la duresa de l’aigua. El Calgon, per exemple, conté tripolifosfats.

Variació de la solubilitatAplicacions dels complexos: eliminació de la duresa de l’aigua Tripolifosfat de sodi P3O105- + Ca2+ CaP3O10 3- Els tripolifosfats actuen formant complexos de calci i magnesi que són P3O105- + Mg2+ MgP3O10 3- solubles en aigua.

Variació de la solubilitatAplicacions dels complexos: eliminació de la duresa de l’aiguaUn inconvenient dels tripolifosfats és que quan arriben a lesaigües residuals estimulen el creixement excessiu de les alguesamb els problemes que això suposa (eutrofització) Foto de satèl·lit (eutrofització d’un tram del riu Miño)

Variació de la solubilitat Complex o compost de coordinacióés una espècie química constituïda per un àtom o ió central( metall de transicíó ), envoltat d’ions o molèculesanomenades lligands.Els lligands ( donadors d’electrons ) s’uneixen a l’àtom central( acceptador d’electrons ) mitjançant un enllaç covalentcoordinat o datiu.Els nombres de coordinació ( nº de lligands ) més correntssón 2, 4 i 6

Variació de la solubilitat Constant de formació d’un ió complex ( Kf )Quant més alt sigui el seu valor, més desplaçat cap a la dretaestà el seu equilibri de formació ( més estable és el complex ). Cu2+ (aq) + 4 NH3 (aq) ⇄ [ Cu(NH3)4 ] 2+ (aq) blau blau intens Kf = 1,1 · 1013

Variació de la solubilitat

Referències de les imatgeshttp://www.sciencephoto.com/AutorJosé Ángel Hernández SantadaríaInstitut Badalona VIIjherna24@xtec.catEquilibris iònics heterogenis de José Ángel Hernández Santadaría està subjecta a unallicència de Reconeixement-NoComercial 3.0 No adaptada de Creative Commons

http://agora.xtec.cat	1362
http://cursos.inslaferreria.com	761
http://www.iesmacardona.cat	283
http://cursos.inslaferreria.net	173
http://quimicapierrecurie.blogspot.com	111
http://agora.educat1x1.cat	108
http://www.iespladenboet.cat	103
http://blocs.xtec.cat	91
http://quimicapierrecurie.blogspot.com.es	51
http://www.slideshare.net	23
http://homeostasi.wordpress.com	14
http://www.iesperefontdevila.cat	14
http://ftquimica.blogspot.com	9
http://www.iesmigmon.cat	8
http://moodle.lamercemartorell.cat	8
http://davidmur.blogspot.com	6
http://gestor.ieslaferreria.net	5
http://davidmur.blogspot.com.es	3
https://jujo00obo2o234ungd3t8qjfcjrs3o6k-a-sites-opensocial.googleusercontent.com	3
http://www.ies-dauro.cat	2
http://www.ftquimica.blogspot.com	1
http://translate.googleusercontent.com	1
http://ftquimica.blogspot.com.es	1

Equilibris Ionics Heterogenis

by José Ángel Hernández Santadaría on May 19, 2007

Accessibility

Categories

Tags

Upload Details

Usage Rights

23 Embeds 3,141

Statistics

Equilibris Ionics Heterogenis — Presentation Transcript