Concentrazione di una base debole per la precipitazione: esercizi

Nell’ambito dello studio degli equilibri eterogenei si può presentare il caso di una soluzione contenente un catione a concentrazione nota che forma un idrossido poco solubile e si voglia determinare la concentrazione necessaria di una base debole per far avvenire la precipitazione.

Esercizio

Una soluzione di FeCl2 ha concentrazione 0.0030 M . Si determini la concentrazione di NH3 necessaria per far avvenire la precipitazione di Fe(OH)2 sapendo che il valore di Kps è di 1.6 ∙ 10-14 e che Kb = 1.8 ∙ 10-5

Il cloruro di ferro (II) è un sale solubile pertanto in soluzione si ha che [Fe2+] = 0.0030 M

L’espressione del prodotto di solubilità è:

Kps = 1.6 ∙ 10-14 = [Fe2+][OH]2

Sostituendo nell’espressione la concentrazione dello ione ferro si ha:

1.6 ∙ 10-14 = (0.0030) [OH]2

Da cui [OH] = √1.6 ∙ 10-14 /0.0030 = 2.3 ∙ 10-6 M

Si deve quindi calcolare la concentrazione di ammoniaca necessaria affinché, dalla sua dissociazione, si abbia che [OH] = 2.3 ∙ 10-6 M

L’equilibrio di dissociazione dell’ammoniaca è NH3 + H2O ⇄  NH4+ + OH

Costruiamo una I.C.E. chart

NH3 H2O NH4+ OH
Stato iniziale x // //
Variazione -2.3 ∙

10-6

+ 2.3 ∙

10-6

+ 2.3 ∙

10-6

Equilibrio x – 2.3 ∙

10-6

2.3 ∙

10-6

2.3 ∙

10-6

Sostituiamo questi valori nell’espressione della Kb

Kb = 1.8 ∙ 10-5 = [NH4+][OH]/[NH3] = (2.3 ∙ 10-6)( 2.3 ∙ 10-6)/ x-2.3 ∙ 10-6

Moltiplicando ambo i membri per il denominatore si ottiene:

1.8 ∙ 10-5 x – 4.1 ∙ 10-11 = 5.3 ∙ 10-12

1.8 ∙ 10-5 x = 4.6 ∙ 10-11

Da cui x = 2.6 ∙ 10-6 M

Affinché la precipitazione avvenga la concentrazione di ammoniaca deve essere di poco superiore a questo valore

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