Quando um composto iônico levemente solúvel é colocado em água, há um equilíbrio entre o estado sólido e os íons aquosos. Isso é encontrado pela constante de equilíbrio da reação.
O que é Ksp?
Dê uma olhada na reação que ocorre quando o cloreto de prata (I) se dissolve na água:
Quando a solução está saturada, a dissolução do AgCl e a formação do AgCl sólido ocorrem ao mesmo tempo, ou a reação está em equilíbrio:
A constante de equilíbrio pode ser escrita onde a potência nos componentes é o coeficiente na equação balanceada:
Como não há concentração para o AgCl sólido, isso pode ser removido da equação. O valor K resultante é chamado Ksp ou o produto de solubilidade:
Ksp é uma função da temperatura. Diga que o Ksp para AgCl é 1,7 x 10-10. Com esta informação, você pode encontrar a solubilidade molar, que é o número de moles que podem ser dissolvidos por litro de solução até que a solução se torne saturado. As unidades são fornecidas em moles por L, também conhecidas como mol / L ou M.
UMA solução saturada
é uma solução na qual a quantidade máxima de soluto foi dissolvida em uma determinada temperatura.A solução insaturada é uma solução em que todo o soluto foi completamente dissolvido na solução.
Encontrando a Solubilidade Molar do Ksp
Dado que o Ksp para AgCl é 1,7 x 10-10, você pode encontrar a solubilidade molar ou a concentração de qualquer um dos íons na solução:
O que agora? Existem duas variáveis: [Ag+] e [Cl-], então como você pode resolver para a solubilidade molar? Como esses íons vêm do mesmo sólido, é impossível que haja mais de um do que do outro. Isso significa que [Ag+] = [Cl-]. Então:
ou,
Tirar a raiz quadrada de ambos os lados permite que você resolva a solubilidade molar:
Assim, a solubilidade molar de ambos Ag+ e Cl- é, portanto, 1,3 x 10-5 M.
Encontrando Ksp a partir da solubilidade molar
Dada a solubilidade molar para os íons em questão e a equação balanceada, você pode encontrar o Ksp.
Considere a seguinte equação:
O produto de solubilidade é escrito como tal:
Lembre-se: o [F-] deve ser elevado à segunda potência devido ao coeficiente na equação balanceada.
Agora, dado que a solubilidade molar é 2,2 x 10-3 M, você pode inserir isso na equação para ambos [F-] e [Ca2+]. Lembre-se de que a solubilidade molar deve ser a mesma para ambos, uma vez que vêm do mesmo composto.
Então,
Fatores que afetam a solubilidade
A solubilidade é afetada por vários fatores.
- Os sólidos tornam-se mais solúveis à medida que a temperatura aumenta.
- Conforme a pressão aumenta, os gases se tornam mais solúveis.
- O efeito de íon comum descreve uma diminuição na solubilidade de um composto iônico quando a solução já contém um íon que é o mesmo do composto.
- Propriedades do solvente: um solvente polar dissolverá melhor um composto polar, enquanto um solvente não polar irá dissolver melhor um composto não polar.