Come capire se si forma un precipitato

Tiziana Fiorani

Ferdinando ha scritto:

 

Gentilissima prof., la ringrazio in anticipo per le risposte; avrei questo esercizio.

 

La solubilità di AgBr in acqua è 0,132 mg/L. Calcolare il prodotto di solubilità del sale. Determinare, inoltre, se si ha formazione di precipitato quando si mescolano 500 mL di una soluzione 0,001 M di AgNO3 con 500 mL di NaBr 0,001 M. Determinare infine la concentrazione degli ioni che compongono il precipitato.

 

 …il mio problema principale consiste nel capire se si forma il precipitato …grazie.

 

A Ferdinando rispondo così:

 

Sfruttando la relazione che lega la solubilità s di un soluto ionico, espressa in mol/L, con la costante dell’equilibrio di solubilità, possiamo ricavare il valore della costante Kps; infatti:

AgBr(s) = Ag+(aq) + Br-(aq)           Kps = [Ag+]×[Br-] = s2

Per prevedere se si forma un precipitato è necessario capire il significato della costante Kps e il significato di solubilità. La solubilità è la quantità massima di soluto in grado di sciogliersi in un certo volume di soluzione; supponendo, nel nostro caso, che siano s le moli di AgBr che si sciolgono al massimo in un litro di soluzione, troveremo in un litro di soluzione s mol di Ag+ e s mol di Br- (da 1 mol di AgBr hanno origine, infatti, 1 mol di Ag+ e 1 mol di Br-). In altre parole, in soluzione non potremo mai trovare una concentrazione superiore a s mol/L di ciascuno dei due ioni.

Per il fatto che la reazione di dissoluzione è una reazione di equilibrio, ha associata una costante di equilibrio, Kps, definita come il prodotto delle concentrazioni molari all’equilibrio degli ioni provenienti dalla dissoluzione del sale. Il valore di Kps è pertanto legato alla concentrazione massima che gli ioni possono avere in soluzione; se il prodotto di tali concentrazioni ioniche dovesse per un qualche motivo superare il valore di Kps, si ha la formazione di precipitato, che sottrae ioni alla soluzione e ne fa diminuire le rispettive concentrazioni. La precipitazione continua sino a che le concentrazioni ioniche non sono tornate compatibili con il valore della costante Kps.

La previsione della formazione di un precipitato a seguito del mescolamento di due soluzioni diverse può quindi essere fatta a partire dal calcolo del prodotto Pi delle concentrazioni molari degli ioni costituenti il soluto poco solubile. Più precisamente, se

 

Pi > Kps si forma un precipitato

Pi = Kps le concentrazioni ioniche sono le più grandi possibili

Pi < Kps non si forma alcun precipitato non avendo le concentrazioni ioniche raggiunto il limite

 

Ora non resta che svolgere i calcoli:

 

sAgBr = [Ag+] = [Br-] = 0,132×10-3 (g/L)/187,77 (g/mol) = 7,03×10-7 mol/L

 

Kps = s2 = (7,03×10-7 mol/L)2 = 4,94×10-13 (mol/L)2

AgNO3(aq) Ag+(aq) + NO3-(aq)           NaBr(aq)   → Na+(aq) + Br-(aq)          

nAgNO3 = nAg+ = 0,5 L×0,001 mol/L = 5×10-4 mol   

nNaBr = nBr- = 0,5 L×0,001 mol/L = 5×10-4 mol   

Vtot. = 0,5 L + 0,5 L = 1,0 L     [Ag+] = [Br-] = 5×10-4 mol/L

Pi = [Ag+]×[Br-] = (5×10-4 mol/L)2 = 2,5×10-7 > Kps

In conclusione, nonostante si mescolino soluzioni diluite di ioni Ag+ e Br-, si forma comunque un precipitato perché il bromuro d’argento ha una costante Kps molto piccola.

Per la lezione

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