Come calcolare la concentrazione di ioni dopo la precipitazione: esercizi risolti e spiegati
L’analisi chimica qualitativa si basa sulla precipitazione di ioni presenti nel campione incognito e la successiva identificazione. Ad esempio, solo gli ioni Ag+, Hg22+ e Pb2+ precipitano in ambiente acido sotto forma di cloruri, costituendo un gruppo nella classificazione analitica.
È fondamentale conoscere le concentrazioni degli ioni presenti dopo la precipitazione, basandosi sulle diverse solubilità dei sali. Questo tipo di problema viene risolto con l’ausilio dei prodotti di solubilità dei rispettivi sali poco solubili.
Ecco alcuni esercizi pratici e relativi soluzioni:
Esercizio 1
Ad una soluzione contenente ioni Cl– e I– a concentrazione 0.010 M è aggiunto lo ione Ag+. Si chiede di determinare quale sale precipita per primo e la concentrazione dell’anione del primo precipitato quando inizia a precipitare il secondo. Le costanti di equilibrio da considerare sono: Kps(AgCl) = 1.6 ∙ 10-10 e Kps(AgI) = 5 ∙ 10-16.
Soluzione:
Il sale meno solubile (quello con il Kps più piccolo), ovvero AgI, precipita per primo. La concentrazione dell’anione ioduro quando inizia a precipitare il cloruro di argento è 9.4 ∙ 10-9 M.
Esercizio 2
Ad una soluzione contenente ioni Ca2+ e Sr2+ a concentrazione 0.10 M è aggiunto solfato di sodio. Si richiede di calcolare: a) la concentrazione dello ione solfato necessaria a far precipitare il sale meno solubile, b) la concentrazione dello ione solfato necessaria a far precipitare il sale più solubile, c) la concentrazione del catione del sale meno solubile quando inizia la precipitazione del sale più solubile. Le costanti di equilibrio da considerare sono: Kps(CaSO4) = 2.4 ∙ 10-5 e Kps(SrSO4) = 2.8 ∙ 10-7.
Soluzione:
Il solfato di stronzio precipita per primo e la concentrazione dello ione solfato necessaria è 2.8 ∙ 10-6 M. Una volta iniziata la precipitazione del solfato di calcio, la concentrazione dello ione stronzio è di 1.2 ∙ 10-3 M.
Questi esercizi sono utili per comprendere e applicare i concetti relativi alla precipitazione e alle concentrazioni ioniche in analisi chimica qualitativa.