Equilibri Chimici Simultanei: Esercizio Risolto
Gli equilibri simultanei sono caratterizzati dalla presenza di due o più equilibri che si verificano nello stesso sistema, come ad esempio una reazione acido-base e una precipitazione. Questi fenomeni sono spesso riscontrati in situazioni reali, come per esempio nelle piogge acide, nella fluorizzazione e nella dissoluzione dell’anidride carbonica nell’acqua di mare.
Risolvere esercizi relativi agli equilibri simultanei può presentare alcune difficoltà, poiché è necessario tenere conto di tutti gli equilibri coinvolti e delle loro interazioni reciproche. Non esiste un metodo univoco per la risoluzione di tali esercizi, tuttavia è possibile seguire una serie di passaggi utili per affrontarli in modo efficace.
Per risolvere correttamente un esercizio relativo agli equilibri simultanei è fondamentale identificare tutti gli equilibri coinvolti, valutare come essi sono accoppiati e determinare l’equilibrio più semplice per il quale siano disponibili tutti i dati necessari per iniziare la risoluzione. È importante inoltre trarre le opportune informazioni da ciascun passaggio e utilizzarle nella fase successiva, evitando di tralasciare qualsiasi aspetto rilevante.
Prendiamo ad esempio l’esercizio che consiste nel prevedere se si verifica la precipitazione di AgOH in una soluzione tamponata a pH = 9.00 che è 0.010 M in AgNO3 e 1.00 M in NH4NO3. Le costanti pertinenti sono: Kps di AgOH = 2.0 ∙ 10-8; Kb di NH3 = 1.8 ∙ 10-5; Kf di Ag(NH3)2+ = 1.1 ∙ 107.
Nel problema in esame, è necessario determinare le concentrazioni all’equilibrio di Ag+ e di OH- per prevedere se precipita AgOH. Questo compito può essere suddiviso in due parti, cominciando con la determinazione di [OH-]. Poiché la soluzione è tamponata a pH = 9.00, si può calcolare [OH-] come 1.0 ∙ 10-5 M. Successivamente, bisogna determinare [Ag+], il quale partecipa all’equilibrio di complessazione. L’espressione della costante di formazione Kf relativa a questo equilibrio è Kf = [Ag(NH3)2+]/[Ag+][NH3]2.
Conoscendo la concentrazione iniziale di Ag+, si può poi determinare la concentrazione di NH3. Con i valori noti, si possono calcolare le concentrazioni di Ag+ e NH3, e quindi determinare se avviene la precipitazione di AgOH. Il calcolo del Qps (quoziente di reazione) consente di valutare se si ha la formazione del precipitato.
Dal calcolo, si evince che AgOH non precipita in questa situazione. Questa dimostrazione illustra l’applicazione dei principi fondamentali degli equilibri chimici in un contesto specifico, mostrando come le conoscenze teoriche possano essere sfruttate per risolvere problemi pratici.