QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Solubilidad y precipitación

Andalucía · 2023 · Reserva 3

Enunciado

Bloque B · B2. Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) En una disolución saturada de

\text{CaCO}_3

, el valor de

K_s

coincide con el valor de

[\text{Ca}^{2+}]^2

.

b) La solubilidad del

\text{AgCl}

en agua se puede aumentar añadiendo

\text{NaCl}

a la disolución.

c) Al añadir

\text{Na}_2\text{SO}_4

a una disolución acuosa saturada de

\text{BaSO}_4

se forma un precipitado.

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Resultado

\boxed{\;\textbf{a) VERDADERA} \;-\; \text{estequiometría } 1\!:\!1 \Rightarrow K_s = s^2 = [\text{Ca}^{2+}]^2\;}

\boxed{\;\textbf{b) FALSA} \;-\; \text{el ion común Cl}^- \text{ } \textbf{reduce} \text{ la solubilidad}\;}

\boxed{\;\textbf{c) VERDADERA} \;-\; \text{el ion común SO}_4^{2-} \text{ hace } Q > K_s \Rightarrow \text{precipita}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Escribe siempre el equilibrio de solubilidad antes de razonar, y pregúntate dos cosas:

¿Cuál es la estequiometría? De ella depende la relación entre $K_s$ y las concentraciones.
¿Qué ion aporta la sal añadida? Si es común con el equilibrio, la solubilidad baja (Le Châtelier); si no lo es, es un espectador.

En c), "se forma un precipitado" significa que

Q > K_s

y el sistema tiene que formar sólido hasta que

Q

vuelva a valer

K_s

Desarrollo

a) VERDADERA (en una disolución saturada preparada solo con esa sal).

\text{CaCO}_3(s) \rightleftharpoons \text{Ca}^{2+}(ac) + \text{CO}_3^{2-}(ac) \qquad K_s = [\text{Ca}^{2+}][\text{CO}_3^{2-}]

La estequiometría es

1\!:\!1

, así que si se disuelven

s

mol·L

^{-1}

[\text{Ca}^{2+}] = [\text{CO}_3^{2-}] = s

K_s = s\cdot s = s^2 = [\text{Ca}^{2+}]^2 \;\checkmark

Conviene precisar el matiz: la igualdad se cumple porque ambas concentraciones coinciden. Si en la disolución hubiera otra fuente de carbonato (o de calcio),

[\text{Ca}^{2+}] \neq [\text{CO}_3^{2-}]

y la afirmación dejaría de ser cierta, aunque

K_s

siguiera valiendo lo mismo.

b) FALSA. El

\text{NaCl}

disminuye la solubilidad del

\text{AgCl}

\text{AgCl}(s) \rightleftharpoons \text{Ag}^+(ac) + \text{Cl}^-(ac) \qquad K_s = [\text{Ag}^+][\text{Cl}^-]

El cloruro de sodio es muy soluble y aporta ion común

\text{Cl}^-

\text{NaCl} \longrightarrow \text{Na}^+ + \text{Cl}^-

Al aumentar

[\text{Cl}^-]

, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y precipita más

\text{AgCl}

. Como

K_s

es constante a temperatura fija:

s = [\text{Ag}^+] = \frac{K_s}{[\text{Cl}^-]} \;\;\xrightarrow{\;[\text{Cl}^-]\uparrow\;}\;\; s \downarrow

Es el efecto del ion común, y es justo lo contrario de lo que afirma el enunciado.

Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)

c) VERDADERA.

\text{BaSO}_4(s) \rightleftharpoons \text{Ba}^{2+}(ac) + \text{SO}_4^{2-}(ac) \qquad K_s = [\text{Ba}^{2+}][\text{SO}_4^{2-}]

El sulfato de sodio es soluble y aporta

\text{SO}_4^{2-}

, ion común con el equilibrio:

\text{Na}_2\text{SO}_4 \longrightarrow 2\,\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-}

Como la disolución ya estaba saturada (

Q = K_s

), cualquier aumento de

[\text{SO}_4^{2-}]

hace que:

Q = [\text{Ba}^{2+}][\text{SO}_4^{2-}] \;>\; K_s

y el sistema responde precipitando

\text{BaSO}_4

hasta recuperar la igualdad. Sí se forma precipitado.

Este es exactamente el fundamento de las papillas de bario en radiología: el

\text{BaSO}_4

es tan insoluble que puede ingerirse sin riesgo, pese a que el

\text{Ba}^{2+}

libre es tóxico.

Consejo

El apartado a) funciona porque la sal es del tipo $\text{AB}$ . Ten presentes las tres relaciones básicas, que son las que aparecen una y otra vez: $\text{AB} \Rightarrow K_s = s^2 \qquad \text{AB}_2 \text{ o } \text{A}_2\text{B} \Rightarrow K_s = 4s^3 \qquad \text{AB}_3 \Rightarrow K_s = 27s^4$ Sobre b): existe una forma de aumentar la solubilidad del $\text{AgCl}$ añadiendo cloruro, pero requiere un gran exceso y pasa por la formación del complejo $[\text{AgCl}_2]^-$ . Eso queda fuera del temario de Selectividad; con el razonamiento del ion común, la afirmación es falsa.