Determinazione del prodotto di solubilità. Esercizi

La determinazione del prodotto di solubilità può essere ottenuta conoscendo la solubilità del sale espressa in g/100 mL. Sono proposti alcuni esercizi che mostrano come si possa ottenere il prodotto di solubilità richiesto.

Esercizi

1)      Calcolare il prodotto di solubilità del solfuro di nichel sapendo che la sua solubilità è di 2.97 ∙ 10-10 g/100 mL

Il peso molecolare di NiS è pari a 90.77 g/mol

Le moli di solfuro di nichel che si sciolgono in 100 mL sono pari a:

moli di NiS = 2.97∙ 10-10/ 90.77 g/mol=3.27 ∙ 10-12

moli di solfuro di nichel che si sciolgono in 1000 mL ( = 1 L) = 3.27 ∙ 10-12 ∙ 1000/100= 3.27 ∙ 10-11

tale valore indica la solubilità molare del sale.

Consideriamo l’equilibrio di dissoluzione del solfuro di nichel: NiS(s) ⇄ Ni2+(aq) + S2-(aq)

L’espressione del prodotto di solubilità è:

Kps = [Ni2+][ S2-]

Il rapporto stechiometrico tra lo ione nichel e lo ione solfuro è di 1:1 pertanto le concentrazioni molari di entrambi gli ioni sono uguali e sono pari a 3.27 ∙ 10-11 M

Sostituendo tali valori nell’espressione del Kps si ottiene:

Kps = [Ni2+][ S2-] = (3.27 ∙ 10-11)( 3.27 ∙ 10-11) = 1.07 ∙ 10-21

2)      Calcolare il prodotto di solubilità del fluoruro di magnesio sapendo che la sua solubilità è di 1.65 ∙ 10-3 g/100 mL

Il peso molecolare di MgF2 è pari a 62.30 g/mol

Le moli di fluoruro di magnesio che si sciolgono in 100 mL sono pari a:

1.65 ∙ 10-3 g/ 62.30 g/mol = 2.65 ∙ 10-5

moli di fluoruro di magnesio che si sciolgono in 1000 mL ( = 1 L) = 2.65 ∙ 10-5 ∙ 1000/100= 2.65 ∙ 10-4

Consideriamo l’equilibrio di dissoluzione del fluoruro di magnesio: MgF2 (s) ⇄ Mg2+(aq) +2  F(aq)

L’espressione del prodotto di solubilità è:

Kps = [Mg2+][ F]2

Il rapporto stechiometrico tra lo ione magnesio e lo ione fluoruro è di 1:2 ; ciò implica che all’equilibrio le rispettive concentrazioni sono pari a:

[Mg2+] = 2.65 ∙ 10-4 M e [F] = 2 ∙ 2.65 ∙ 10-4 = 5.30 ∙ 10-4 M

Sostituendo tali valori nell’espressione del Kps si ottiene:

Kps = [Mg2+][ F]2 = (2.65 ∙ 10-4)( 5.30 ∙ 10-4)2 = 7.44 ∙ 10-11

3)      Calcolare il prodotto di solubilità dell’arseniato di calcio Ca3(AsO4)2 sapendo che la sua solubilità molare è di 0.0043 g/100 mL

Il peso molecolare dell’arseniato di calcio è pari a 398.078 g/mol

Le moli di Ca3(AsO4)2 che si si sciolgono in 100 mL sono pari a:

0.0043 g/ 398.078 g/mol= 1.0 ∙ 10-5

moli di arseniato di calcio che si sciolgono in 1000 mL ( = 1 L) = 1.0 ∙ 10-5 ∙1000/100= 1.0 ∙ 10-4

tale valore indica la solubilità molare del sale.

Consideriamo l’equilibrio di dissoluzione dell’arseniato di calcio: Ca3(AsO4)2  (s) ⇄ 3 Ca2+(aq) +2 AsO43-  (aq)

L’espressione del prodotto di solubilità è:

Kps = [Ca2+]3 [ AsO22-]2

Il rapporto stechiometrico tra lo ione calcio e lo ione arseniato è di 3:2 ; ciò implica che all’equilibrio le rispettive concentrazioni sono pari a:

[Ca2+] = 1.0 ∙ 10-4 ∙ 3 = 3.0 ∙ 10-4 M e [F] = 1.0 ∙ 10-4 ∙ 2 = 2.0 ∙ 10-4 M

Sostituendo tali valori nell’espressione del Kps si ottiene:

Kps = [Ca2+]3 [ AsO22-]2= (2.0 ∙ 10-4)2 ( 3.0 ∙ 10-4)3 = 1.1 ∙ 10-18

4)      Una soluzione satura di fluoruro di calcio contiene 0.0068 g di CaF2 in 250 mL di soluzione. Determinare il prodotto di solubilità

Il peso molecolare del fluoruro da calcio è pari a 78.074 g/mol

Le moli di CaF2 che si disciolgono in 250 mL sono pari a:

0.0068 g/ 78.074 g/mol= 8.7 ∙ 10-5

Le moli di CaF2 sciolgono in 1000 mL ( = 1 L) = 8.7 ∙ 10-5 ∙ 1000/ 250 = 3.5 ∙ 10-4

tale valore indica la solubilità molare del sale.

Consideriamo l’equilibrio di dissoluzione del fluoruro di calcio:

CaF2 (s) ⇄ Ca2+(aq) +2  F(aq)

L’espressione del prodotto di solubilità è:

Kps = [Ca2+][ F]2

Il rapporto stechiometrico tra lo ione calcio e lo ione fluoruro è di 1:2 ; ciò implica che all’equilibrio le rispettive concentrazioni sono pari a:

[Ca2+] = 3.5 ∙ 10-4 M e [F] = 2∙ 3.5 ∙ 10-4 = 7.0 ∙ 10-4 M

Sostituendo tali valori nell’espressione del Kps si ottiene:

Kps = [Ca2+][ F]2 = (3.5 ∙ 10-4)( 7.0 ∙ 10-4)2 = 1.7 ∙ 10-10

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