prodotto di solubilità

1. Equilibri eterogenei
Se almeno una delle specie chimiche che
partecipano alla reazione si trova in una fase
diversa si hanno equilibri eterogenei
Es.: Decomposizione del carbonato di calcio
CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)

2. solubilità
• Quando un eccesso di un sale ionico poco
solubile è aggiunto all’acqua si stabililsce
un equilibrio tra il solido e gli ioni della
soluzione satura.
– Per il sale ossalato di calcio, CaC2O4, si ha
l’equilibrio
(aq)OC(aq)Ca)s(OCaC
2
42
2
42
−+
+
H2O

3. Costante Prodotto di Solubilità
– La costante di equilibrio per questa
reazione è denominata Prodotto di
Solubilità (Kps)
]OC][[CaK
2
42
2
sp
−+
=
• La costante di equilibrio è, come sempre:
prodotti diviso reagenti
• La concentrazione del reagente, l’ossalato
di calcio è omessa, poiché è un solido.

4. Costante Prodotto di Solubilità
• In generale, la costante prodotto di
solubilità è la costante dell’equilibrio di
solubilità di un composto ionico poco
solubile
– Essa è uguale al prodotte delle concentrazioni
all’equilibrio degli ioni del composto
– Ogni concentrazione è elevata alla potenza uguale
al numero di tali ioni nella formula del composto.

5. Costante Prodotto di Solubilità
• Ksp è temperatura-dipendente.
– In genere la solubilità dei solidi ionici aumenta
con la temperatura
– Per esempio, lo ioduro di piombo è un altro
sale poco solubile
(aq)2I(aq)Pb)s(PbI 2
2
−+
+
H2O

6. Costante Prodotto di Solubilità
• Le concentrazioni sono le concentrazioni molari
degli ioni nella soluzione satura, all’equilibrio
• Esse sono correlate alla solubilità molare del
composto ionico, che definisce le moli del
composto che si sciolgono per fare un litro di
soluzione satura
22
sp ]I][[PbK −+
=

7. Calcolo di Kps dalla Solubilità
• Un campione di 1.0-L di una soluzione satura di
ossalato di calcio CaC2O4, contiene 0.0061 g di
sale 25°C. Calcolate la Kps per questo sale a 25°C.
– Convertiamo la solubilità del sale da 0.0061 g/litro
a moli per litro.
42
42
4242
OCaCg128
OCaCmol1
)L/OCaCg0061.0(OCaCM ×=
L/OCaColm108.4 42
5−
×=

8. Calcolo di Kps dalla Solubilità
• Un campione di 1.0-L di una soluzione satura di
ossalato di calcio CaC2O4, contiene 0.0061 g di
sale 25°C. Calcolate la Kps per questo sale a 25°C
– quando 4.8 x 10-5
mol di solido si sciolgono
formano 4.8 x 10-5
mol di ogni ione.
(aq)OC(aq)Ca)s(OCaC
2
42
2
42
−+
+H2O
4.8 x 10-5
+4.8 x 10-5
0 0Iniziale
4.8 x 10-5
Equilibrio
+4.8 x 10-5
Cambiamento

9. Calcolo di Kps dalla Solubilità
– Sostituendo i valori nella espressione della Kps
]2
4
O
2
C][2[Ca −+=
ps
K
)108.4)(108.4( 55 −−
××=psK
9
103.2 −
×=psK
– Quindi Kps = 2.3 10-9
M2

10. Calcolo di Kps dalla Solubilità
• Sperimentalmente si è trovato che 1.2 x 10-3
mol di ioduro
di piombo(II) PbI2 si sciolgono in 1.0 L di acqua a 25°C.
qual’è la Kps a questa temperatura?
Iniziale 0 0
cambiamento +1.2 x 10-3
+2 x (1.2 x 10-3)
Equilibrio 1.2 x 10-3
2 x (1.2 x 10-3)
(aq)2I(aq)Pb)s(PbI 2
2
−+
+
H2O
22
sp ]I][[PbK −+
=
233
sp ))102.1(2)(102.1(K −−
×××=
9
sp 109.6K −
×= Quindi Kps = 6.9 10-9
M3

11. Calcolo della Solubilità da Kps
• La fluorite è fluoruro di calcio, CaF2. Calcolate la
solubilità (grammi per litro) del fluoruro di calcio
in acqua dalla Kps (3.4 x 10-11
)
x
+x
0 0Iniziale
2xEquilibrio
+2xCambiamento
(aq)2F(aq)Ca)s(CaF 2
2
−+
+
H2O

12. Calcolo della Solubilità da Kps
– sostituendo
sp
22
K]F][[Ca =−+
112
104.3(x)(2x) −
×=
113
104.34x −
×=
– Risolvendo per x.
43
11-
100.2
4
103.4
x −
×=
×
=

13. Calcolo della Solubilità da Kps
– Convertendo da g/L (CaF2 78.1 g/mol).
2
CaF1
2
CaF1.78
/4100.2'solubilita
mol
g
Lmol ×−×=
L/CaFg106.1 2
2−
×=

14. Essi hanno lo stesso numero di ioni the nella formula,
quindi si possono paragonare le Kps direttamente
• PbCrO4, Kps = 1.8 × 10-14
• PbSO4, Kps = 1.7 × 10-8
• PbS, Kps = 2.5 × 10-27
PbSO4 > PbCrO4 > PbS
Confronto Kps
Quale tra i seguenti Sali di Pb rilascia più piombo in
soluzione?
PbCrO4, Kps = 1.8 × 10-14
;
PbSO4, Kps = 1.7 × 10-8
;
PbS, Kps = 2.5 × 10-27

15. Solubilità e l’effetto dello ione
comune
• Calcolo delle solubilità in presenza di
altri ioni
– L’importanza della Kps risulta evidente
quando si considera la solubilità di un sale
nella soluzione di un altro con lo stesso
catione (Es. CaF2 e CaCl2).
– L’effetto delle ione comune può essere
anticipato dal principio di Le Chatelier

16. Un Problema
• Quale è la solubilità molare del calcio
ossalato in calcio cloruro in 0.15 M? The
Kps del calcio ossalato è 2.3 x 10-9
.
– il calcio ossalato è aggiunto alla soluzione con
0.15 M Ca2+
(aq)OC(aq)Ca)s(OCaC
2
42
2
42
−+
+
H2O
0.15+x
+x
0.15 0Iniziale
xEquilibrio
+xCambiamento

17. Un Problema
– sostituendo
sp
2
42
2
K]OC][[Ca =
−+
9
103.2)x)(x15.0( −
×=+
– Ci aspettiamo che x è trascurabile paragonato a
0.15
15.0
103.2 9−
×
≅
x15.0
103.2
x
9
+
×
=
−
– riarrangiando

18. Un Problema
– riarrangiando
x15.0
103.2
x
9
+
×
=
−
15.0
103.2 9−
×
≅
8
105.1x −
×=
– Quindi la solubilità molare del calcio ossalato in
0.15 M CaCl2 è 1.5 x 10-8
M.
– Nell’acqua pura, essa era 4.8 x 10-5
M, che è più
di 3000 volte superiore

19. Calcoli di Precipitazione
• La precipitazione è l’altro modo di guardare
alla solubilità
– Ci sarà precipitazione a certe condizioni
iniziali di concentrazione ionica?

20. Calcoli di Precipitazione
• Per valutare se un sistema si sposta verso l’equilibrio si
può valutare il quoziente di reazione, Qc.
– Se Qc > Ksp, ci sarà precipitazione.
– Se Qc < Ksp, la soluzione è insatura.
– Se Qc = Ksp, la soluzione è satura.

21. Calcoli di Precipitazione
– Consideriamo l’equilibrio.
(aq)2Cl(aq)Pb)s(PbCl 2
2
−+
+
H2O
– la Qc è
22
c ]Cl[][PbQ ii
−+
=
Dove i indica le concentrazioni
iniziali.

22. Calcoli di Precipitazione
• La concentrazione del calcio nel plasma sanguigno
è 0.0025 M. Se la concentrazione di ossalato è
1.0 x 10-7
M, precipiterà calcio ossalato? La Kps del
calcio ossalato è 2.3 x 10-9
.
– Il quoziente ionico, Qc è:
ii ]OC[][CaQ
2
42
2
c
−+
=
)10(1.0(0.0025)Q 7-
c ××=
10-
c 102.5Q ×=

23. – Il valore è minore della Ksp (2.3 x 10-9
), per cui non ci
sarà precipitazione.
ps
K
c
Q <×= 10-102.5
Calcoli di Precipitazione
(aq)2Cl(aq)Pb)s(PbCl 2
2
−+
+
H2O