Prodotto di solubilità: esercizi svolti

Il concetto di prodotto di solubilità in chimica è un argomento di grande rilevanza nell’ambito degli equilibri eterogenei che coinvolgono sali poco solubili. Infatti, l’equilibrio di dissoluzione di elettroliti solidi poco solubili in acqua può essere esemplificato attraverso il seguente processo: AX_(s) ⇌ A⁺_(aq) + X^–_(aq). La costante di equilibrio che regola questa tipologia di equilibrio eterogeneo, conosciuta come costante di solubilità o prodotto di solubilità (K_ps), è espressa come K_ps = [A⁺][X^–].

Quando si tratta di un elettrolita come il solfato di bario, il prodotto di solubilità è pensato per esprimersi come K_ps = [Ba²⁺][SO₄^2-].

Gli esercizi di chimica che coinvolgono il concetto di prodotto di solubilità possono riguardare varie tipologie, tra cui il calcolo del K_ps da dati di solubilità, il calcolo della solubilità di un elettrolita poco solubile dal suo K_ps, la previsione della formazione di un eventuale precipitato quando vengono mescolate due soluzioni e altre ancora.

Per esemplificare l’applicazione pratica del concetto di prodotto di solubilità, possiamo prendere in considerazione alcuni esercizi già svolti.

1) Calcolo del prodotto di solubilità del cloruro di piombo (II) PbCl₂ se 50.0 mL di una soluzione satura di cloruro di piombo (II) contiene 0.2207 g di elettrolita disciolto. Calcolando le moli di PbCl₂ disciolte e ottenendo le concentrazioni di ioni Pb²⁺ e Cl^–, è possibile calcolare il valore di K_ps attraverso la formula K_ps = [Pb²⁺][Cl^–]².

2) Calcolo della solubilità di Ag₂CrO₄ in acqua con K_ps noto.
Utilizzando l’equilibrio di dissociazione del cromato di argento, è possibile calcolare la solubilità dell’Ag₂CrO₄ in acqua con il K_ps noto.

3) Calcolo della solubilità molare del solfato di bario in una soluzione 0.020 M di solfato di sodio conoscendo il prodotto di solubilità del solfato di bario. In tal caso, si considera l’equilibrio di dissociazione del solfato di bario e, tenendo conto della concentrazione dello ione solfato derivante dalla dissociazione del solfato di sodio, si può procedere al calcolo della solubilità richiesta.

4) Previsione della formazione di precipitato in seguito al mescolamento di due soluzioni, come nel caso di 25.0 mL di una soluzione 0.0020 M di cromato di potassio mescolati a 75.0 mL di una soluzione di nitrato di piombo (II) 0.000125 M, con il K_ps del cromato di piombo (II) noto.

In generale, gli esercizi che coinvolgono il prodotto di solubilità forniscono una solida comprensione delle leggi e dei principi che regolano il comportamento dei sali poco solubili in soluzione, consentendo di applicare tali conoscenze nella pratica chimica.