Problema resuelto de Química: Solubilidad y precipitaciónSelectividad (PAU) · País Vasco 2017 · Junio · Opción B

a) Equilibrio de solubilidad

Es un equilibrio heterogéneo entre el sólido y sus iones en disolución:$$\text{Ca(OH)}_2\,(s) \rightleftharpoons \text{Ca}^{2+}\,(aq) + 2\,\text{OH}^-\,(aq)$$Su constante (el sólido no aparece, su concentración es constante):$$K_{ps} = [\text{Ca}^{2+}]\,[\text{OH}^-]^2$$b) Solubilidad molar

Si se disuelven $s$ mol/L de $\text{Ca(OH)}_2$:$$[\text{Ca}^{2+}] = s \qquad [\text{OH}^-] = 2s$$$$K_{ps} = s\,(2s)^2 = 4s^3 = 6{,}5\cdot 10^{-6}$$$$s = \sqrt[3]{\frac{6{,}5\cdot 10^{-6}}{4}} = \sqrt[3]{1{,}625\cdot 10^{-6}} = 1{,}18\cdot 10^{-2}\ \text{mol/L}$$c) Retirar uno de los iones

Verdadera. Según el principio de Le Chatelier, si se retira uno de los productos del equilibrio (por ejemplo, se eliminan los $\text{OH}^-$ añadiendo un ácido, que los neutraliza), el sistema evoluciona para reponerlo: se disuelve más sólido, es decir, el equilibrio se desplaza hacia la derecha, hacia la solubilización del precipitado.

También se ve con el cociente de reacción: al bajar la concentración de un ion, $Q = [\text{Ca}^{2+}][\text{OH}^-]^2$ se hace menor que $K_{ps}$ y la disolución deja de estar saturada; se disuelve sólido hasta que $Q$ vuelve a valer $K_{ps}$.