Gioia ha scritto:
Le chiedo se, appena ne ha la possibilità, può risolvere questo problema. Potendo, vorrei anche la spiegazione dei passaggi. Questo esercizio è importante per poter capire alcuni passaggi non chiari. Attendo risposta, grazie veramente.
Una soluzione ha la seguente composizione:
[Cl-] = 0,50 M ; [Br-] = 0,0010 M. Quale precipita per primo se si effettuano aggiunte successive di una soluzione di AgNO3?
La separazione tra i due sali è completa?
Kps AgCl = 1,8·10-10
Kps AgBr = 5,0·10-13
I risultati del libro sono: [Cl-] = 0,36 (72% della concentrazione iniziale); è precipitato il 28% di cloruro.
Questa è la risposta:
La Kps rappresenta la costante dell’equilibrio di solubilità che si stabilisce tra il sale solido che rimane indisciolto e gli ioni che esso libera in soluzione. All’equilibrio la concentrazione ionica raggiunge il valore massimo possibile; la Kps è quindi in relazione con il valore massimo possibile di concentrazione ionica. Quando, a seguito delle aggiunte successive di un reattivo precipitante, il prodotto delle concentrazioni ioniche supera il valore della Kps, inizia la precipitazione del sale; l’eccesso di ioni viene così eliminato dalla soluzione.
Se gli ioni Cl- e Br- in soluzione avessero la stessa concentrazione, il primo sale a precipitare in seguito all’aggiunta di una soluzione di AgNO3 sarebbe il bromuro d’argento, AgBr; la sua Kps è infatti più piccola di quella dell’AgCl per cui, a parità di concentrazione degli ioni Cl- e Br-, basta una concentrazione inferiore di ioni Ag+ a far sì che il prodotto delle concentrazioni ioniche superi il valore della Kps. In questo caso, però, la concentrazione di ioni cloruro è 500 volte maggiore di quella degli ioni bromuro; per sapere di preciso quale sale precipita per primo è necessario calcolare in entrambi i casi il valore di concentrazione di ioni argento necessaria a iniziare la precipitazione e scegliere il sale a cui corrisponde il valore minore di tale concentrazione.
La concentrazione di ioni Ag+ necessaria a iniziare la precipitazione degli ioni Br- e Cl- è:
precipitazione Br- [Ag+] = Kps / [Br-] = 5,0·10-13/0,0010 = 5,0·10-10 mol/L
precipitazione Cl- [Ag+] = Kps / [Cl-] = 1,8·10-10/0,50 = 3,6·10-10 mol/L
Il sale che precipita per primo è il cloruro d’argento dato che richiede una concentrazione più piccola di ioni argento; 3,6·10-10 è infatti minore di 5,0·10-10.
Fino a quando la concentrazione di ioni argento in soluzione è inferiore o uguale a 3,6·10-10 mol/L, precipita unicamente AgCl, ma quando si supera tale valore precipita anche AgBr. Considerando la piccola differenza esistente tra la concentrazione di ioni argento necessaria a iniziare la precipitazione di AgCl e quella necessaria a iniziare la precipitazione di AgBr, possiamo affermare che la separazione tra i due sali non è completa.
Sempre a partire dall’espressione della Kps, è possibile determinare la concentrazione residua di ioni Cl- in soluzione quando comincia a precipitare il bromuro d’argento, cioè quando [Ag+]= 5,0·10-10 M:
[Cl-] = Kps /[Ag+] = 1,8·10-10/5,0·10-10 = 0,36 mol/L
Calcolando la percentuale di Cl- che rimane in soluzione si ha:
% Cl-residuo = [0,36 (mol/L)/0,5 (mol/L)]·100 = 72%
Gli ioni cloruro ancora presenti in soluzione quando comincia a precipitare AgBr sono quindi il 72% del totale iniziale, mentre quelli precipitati sono soltanto il 28%. 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 affermare con certezza che la separazione dei due sali non è completa.
Come puoi notare, i conti tornano! E le tue idee sono ora più chiare?
