Espressione del prodotto di solubilità: concetti e applicazioni
Il prodotto di solubilità di un sale poco solubile è la massima quantità di sale che può essere disciolta in un determinato volume di solvente a una data temperatura. Questo concetto è regolato da una costante, chiamata costante di equilibrio o prodotto di solubilità, indicata con Kps.
La costante di equilibrio Kps si applica ad un equilibrio eterogeneo, regolato dalla legge di azione di massa e rappresentato dalla reazione:
AxBys ⇄ xAy+(aq) + yBx-(aq)
La solubilità molare di un sale poco solubile dipende dagli ioni in cui si dissocia. Per determinarla, è necessario conoscere gli ioni e le loro cariche, trovando modi per esprimerli. I coefficienti stechiometrici vengono utilizzati per scrivere l’equilibrio di dissociazione. Ad esempio, per un equilibrio come Ca(OH)2(s) ⇄ Ca2+(aq) + 2OH-(aq), l’espressione della costante di equilibrio è Kps = [Ca2+][OH-]2.
Per determinare la solubilità molare di un sale poco solubile, si può utilizzare un esercizio pratico. Di seguito, sono riportati i prodotti di solubilità e i calcoli della solubilità molare per alcuni sali.
Prodotti di solubilità:
– PbCO3: 1.5 · 10^-13
– CaF2: 1.6 · 10^-14
– Al(OH)3: 5.0 · 10^-33
– MgNH4PO4: 2.5 · 10^-13
– Mg3(PO4)2: 1.0 · 10^-32
– Ca5(PO4)3OH: 6.8 · 10^-37
PbCO3(s) ⇄ Pb2+(aq) + CO32-(aq)
Kps = 1.5 · 10^-13 = [Pb2+][CO32-]
x = √1.5 · 10^-13 ≈ 3.9 · 10^-7 M
CaF2(s) ⇄ Ca2+(aq) + 2F-(aq)
Kps = 1.6 · 10^-14 = [Ca2+][F-]2
x = ∛ 1.6 · 10^-14 /4 ≈ 1.6 · 10^-5 M
Al(OH)3(s) ⇄ Al3+(aq) + 2OH-(aq)
Kps = 5.0 · 10^-33 = [Al3+][OH-]3
x = ∜5.0 · 10^-33/27 ≈ 4 · 10^-9 M
MgNH4PO4(s) ⇄ Mg2+(aq) + NH4+(aq) + PO43-(aq)
Kps = 2.5 · 10^-13 = [Mg2+][NH4+][PO43-]
x = ∛ 2.5 · 10^-13 ≈ 6.3 · 10^-5 M
Mg3(PO4)2 ⇄ 3Mg2+(aq) + 2PO43-(aq)
Kps = 1.0 · 10^-32 = [Mg2+]3[PO43-]2
x = radice quinta di 1.0 · 10^-32 /108 ≈ 1.6 · 10^-7 M
Ca5(PO4)3OH(s) ⇄ 5Ca2+(aq) + 3PO43-(aq) + OH-(aq)
Kps = 6.8 · 10^-37 = [Ca2+]5[PO43-]3[OH-]
x = radice nona di 6.8 · 10^-37/84375 ≈ 2.7 · 10^-5 M
