Idrossidi metallici: solubilità in chimica generale
Gli idrossidi metallici, in particolare quelli dei metalli alcalino-terrosi come il Ca(OH)2 e il Mg(OH)2, sono generalmente poco solubili. Al contrario, gli idrossidi metallici dei metalli alcalini come il NaOH, il KOH e il CsOH sono solubili. La solubilità degli idrossidi metallici dipende dal pH della soluzione, aumentando a valori bassi di pH.
Per calcolare la massa di Mg(OH)2 che si dissocia in diverse condizioni, bisogna considerare la reazione di equilibrio:
Mg(OH)2(s) ⇄ Mg2+(aq) + 2 OH-(aq)
Nel caso dell’acqua, la solubilità molare dell’ione magnesio è x e quella dell’ione OH- è 2x. La Kps per questo equilibrio è 1.5 ∙ 10-11, da cui x viene calcolato come 1.6 ∙ 10-4 mol/L. Quindi, la massa di idrossido di magnesio che si dissocia in 250 mL di acqua è 0.0023 g.
Per una soluzione a pH = 13, la concentrazione dell’ione OH- è 10-1 M, quindi la solubilità molare dell’idrossido a pH = 13 è 1.5 ∙ 10-9 M. La massa di idrossido di magnesio che si dissocia in 250 mL di tale soluzione risulta essere 2.2 ∙ 10-8 g.
In presenza di un pH = 4, il pH è 10, e la concentrazione dell’ione OH- è 10-10 M. La solubilità molare dell’idrossido a pH = 4 risulta essere 1.5 ∙ 10-9 M, quindi la massa di idrossido di magnesio che si dissocia in 250 mL di tale soluzione è 2.2 ∙ 10-10 g.
Per calcolare il pH di una soluzione satura di idrossido di zinco, la solubilità molare viene calcolata come 2.2 ∙ 10-6 mol/L. La concentrazione dell’ione OH- è 4.4∙10-6 M, quindi il pH è 8.6. Secondo il Principio di Le Chatelier, una variazione di pH sposterà la posizione di equilibrio.
Infine, per calcolare a quale valore di pH il 78% dello ione magnesio si trova precipitata come idrossido di magnesio in acqua di mare, si considera la concentrazione residua dello ione. Si ottiene quindi un pH di 9.6 per questa soluzione.
Questi esempi evidenziano l’importanza del pH nella solubilità degli idrossidi metallici e come sia necessario considerare questo fattore nei calcoli chimici.
