L’effetto dello ione comune sulla solubilità

Asia ha scritto:

Calcolare quanti grammi di AgCl si sciolgono in 100 mL di:

a) acqua

b) una soluzione 0,100 M di cloruro di sodio

c) una soluzione 1,00ž10-3 M di solfato d’argento

Per la reazione: AgCl(s) = Ag+ + Cl   Kps = 3,81ž10-11.

Grazie in anticipo.

 

Rispondo così:

Per determinare la massa di AgCl che si scioglie in 100 mL di acqua basta ricavare la solubilità del sale a partire dal valore della sua Kps, cioè della costante del corrispettivo equilibrio di solubilità. In una soluzione satura di AgCl, infatti, esiste un equilibrio tra il sale solido indisciolto e gli ioni Ag+ e Cl presenti in soluzione. La costante di equilibrio Kps corrisponde al prodotto delle concentrazioni molari degli ioni presenti in soluzione, ciascuna concentrazione elevata al coefficiente stechiometrico del corrispondente ione nella reazione di equilibrio. Nel caso del cloruro d’argento l’espressione della Kps è:

Kps = [Ag+]·[Cl]

La solubilità in acqua del sale in questione corrisponde quindi alla concentrazione degli ioni argento e cloruro nella soluzione satura. Poiché le due concentrazioni ioniche sono uguali, la solubilità s del sale AgCl si determina con la relazione:

Kps = s2

s AgCl = √3,81·ž10-11 = 6,17ž10-6 mol/L

In 100 mL di acqua, cioè in 0,100 L, si scioglierà una quantità di AgCl dieci volte più piccola, quindi:

n AgCl = M ·žž V = 6,17·žž10-6 mol/L ·žž 0,100 L = 6,17·žž10-7 mol

m AgCl = n AgCl ·ž žmmolare AgCl = 6,17·žž10-7 mol ž·ž 143,32 g/mol = 8,84·žž10-4 g

Per i due casi successivi devi tenere presente che, a temperatura costante, il valore della Kps resta costante; se, per un qualche motivo, aumenta la concentrazione di uno dei due ioni, quella dell’altro deve di conseguenza diminuire. Quando si scioglie il sale in una soluzione che contiene già ioni cloruro (NaCl(aq)) o ioni argento (Ag2SO4(aq)), l’equilibrio di solubilità si sposta verso sinistra con la conseguente diminuzione della concentrazione degli ioni Ag+ e Cl in soluzione, cioè della solubilità del sale.

Quando si aggiunge AgCl alla soluzione di NaCl 0,100 M, infatti si ha:

 

[Na+] = 0,100 mol/L      [Cl]NaCl = 0,100 mol/L

[Ag+] = y mol/L        [Cl]AgCl = y mol/L

      [Cl]totale = [Cl]NaCl + [Cl]AgCl = (y + 0,100) mol/L

Poiché y è certamente molto più piccolo di 6,17ž10-6 mol/L, può essere trascurato come termine additivo nell’espressione (y + 0,100) mol/L, per cui possiamo scrivere:

[Cl]totale = (y + 0,100) mol/L ≈ 0,100 mol/L = [Cl]NaCl           Kps = [Ag+]ž[Cl]NaCl = y ž·ž 0,100

y = Kps/[Cl]NaCl = 3,81·žž10-11 / 0,100 = 3,81·žž10-10 mol/L

La solubilità di AgCl in una soluzione 0,100 M di NaCl corrisponde quindi a 3,81·žž10-10 mol/L ed è quasi diecimila volte più piccola della solubilità in acqua; in 0,100 L di soluzione, pertanto, si scioglieranno

n = M ž V = 3,81·ž10-10 mol/L ž 0,100 L = 3,81·žž10-11 mol

 

m = n ·žž mmolare = 3,81·žž10-11 mol ·žž 143,32 g/mol = 5,46·žž10-9 g.

 

In generale, quando si discioglie un sale AB in una soluzione contenente già una certa concentrazione di uno ione in comune con il sale stesso, la solubilità diminuisce notevolmente rispetto a quella in acqua e si calcola dividendo la Kps del sale AB per la concentrazione dello ione in comune.

Per calcolare la solubilità del sale AgCl in una soluzione di Ag2SO4 1,00ž·ž10-3 M, basta quindi dividere la Kps di AgCl per la concentrazione degli ioni argento già presenti in soluzione, che corrisponde al doppio della concentrazione di Ag2SO4.

Lascio a te quest’ultimo calcolo. Buon lavoro!

Per la lezione

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