BaCO3(s) = Ba2+(aq) + CO32-(aq) Kps = [Ba2+][CO32-] = 5,0·10-9
SrCO3(s) = Sr2+(aq) + CO32-(aq) Kps = [Sr2+][CO32-] = 9,3·10-10
Poiché è identica la stechiometria delle due reazioni, per stabilire chi dei due sali precipita per primo è sufficiente confrontare i valori di Kps; il primo a precipitare è SrCO3 dato che possiede il valore più piccolo di Kps, e quindi anche di solubilità. La concentrazione di ioni CO32- necessaria a iniziare la precipitazione degli ioni Ba2+ e Sr2+ è: precipitazione Sr2+ [CO32-] = Kps / [Sr2+] = 9,3·10-10/0,10 = 9,3·10-9 mol/L precipitazione Ba2+ [CO32-] = Kps / [Ba2+] = 5,0·10-9/0,0010 = 5,0·10-6 mol/L Affinché precipiti soltanto SrCO3, la concentrazione di ioni carbonato in soluzione non deve superare il valore di 5,0·10-6 mol/L; quando lo si supera, precipita anche BaCO3. La concentrazione residua di Sr2+ in soluzione quando [CO32-] = 5,0·10-6 M, cioè quando inizia la precipitazione di BaCO3, è:[Sr2+] = Kps /[CO32-] = 9,3·10-10/5,0·10-6 = 1,9·10-4 mol/L
Calcolando la percentuale di Sr2+ che rimane in soluzione si ha:% Sr2+residuo = [1,9·10-4 (mol/L) /0,10 (mol/L)]·100 = 0,19%
Poiché una precipitazione è definita completa quando il 99,9% della specie ionica è precipitata e soltanto lo 0,1% (o una quota inferiore) rimane in soluzione, possiamo concludere che, quando inizia la precipitazione di BaCO3, non è del tutto completa (anche se di poco) la precipitazione di SrCO3. Pertanto, quando la concentrazione di ioni CO32- supera il valore di 5,0·10-6 mol/L, precipitano entrambi i carbonati e non si è più in condizioni di separazione.
Vittorio
19 aprile 2024 alle 18:28
Buongiorno, vorrei fare una precisazione sulla frase: "Poiché è identica la stechiometria delle due reazioni, per stabilire chi dei due sali precipita per primo è sufficiente confrontare i valori di Kps". Tale cosa è vera se e solo se la concentrazione del Bario e dello Stronzio fossero state tra loro uguali e se la stechiometria delle due reazioni fosse stata identica (cosa quest'ultima giustamente riportata). Infatti se si provasse a invertire la concentrazione dei due cationi ci si accorgerebbe che occorre una minore concentrazione di carbonati per fare precipitare per primo il carbonato di bario nonostante questi abbia un valore di Kps più elevato.