QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Solubilidad y precipitación

Andalucía · 2024 · Reserva 4
Enunciado
Bloque B · B5. Se prepara un litro de una disolución saturada de BaSO4\text{BaSO}_4 quedando producto en el fondo sin disolver. Razone qué le ocurre al equilibrio de solubilidad si se añade:

a) 2 g2\ \text{g} de BaSO4\text{BaSO}_4 b) 1 g1\ \text{g} de BaCl2\text{BaCl}_2 c) 1 L1\ \text{L} de agua destilada
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
  a) No se desplaza: el soˊlido no entra en Ks  \boxed{\;\textbf{a) No se desplaza: el sólido no entra en } K_s\;}  b) Se desplaza a la izquierda (precipita; baja la solubilidad)  \boxed{\;\textbf{b) Se desplaza a la izquierda (precipita; baja la solubilidad)}\;}  c) Se desplaza a la derecha: se disuelve maˊs soˊlido  \boxed{\;\textbf{c) Se desplaza a la derecha: se disuelve más sólido}\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

Escribe primero el equilibrio y su constante, porque las tres respuestas se leen ahí:BaSO4(s)⇌Ba2+(ac)+SO42−(ac)Ks=[Ba2+][SO42−]\text{BaSO}_4(s) \rightleftharpoons \text{Ba}^{2+}(ac) + \text{SO}_4^{2-}(ac) \qquad K_s = [\text{Ba}^{2+}][\text{SO}_4^{2-}]Fíjate en dos cosas: el sólido no aparece en la constante, y KsK_s solo cambia con la temperatura. Con eso, cada perturbación se analiza comparando QsQ_s con KsK_s.

Y el enunciado remarca que "queda producto en el fondo": eso garantiza que el equilibrio existe y puede reajustarse en los dos sentidos.
2

Desarrollo

a) Añadir BaSO4\text{BaSO}_4 sólido: no ocurre nada.

La disolución ya está saturada, así que no admite más soluto. Y como el BaSO4(s)\text{BaSO}_4(s) es un sólido puro, no aparece en la expresión de KsK_s: añadir más no altera el cociente.Qs=[Ba2+][SO42−]no cambia⟹el equilibrio no se desplazaQ_s = [\text{Ba}^{2+}][\text{SO}_4^{2-}] \quad\text{no cambia} \quad\Longrightarrow\quad \text{el equilibrio no se desplaza}Lo único que aumenta es la cantidad de sólido sin disolver en el fondo. Las concentraciones de los iones siguen siendo exactamente las mismas.

b) Añadir BaCl2\text{BaCl}_2: precipita más BaSO4\text{BaSO}_4 (efecto del ion común).

El cloruro de bario es soluble y se disocia por completo, aportando ion bario, que ya está en el equilibrio (1 g en 1 L son 1/208,2≈4,8⋅10−31/208{,}2 \approx 4{,}8\cdot 10^{-3} mol de Ba2+\text{Ba}^{2+}, muchísimo más que los ∼10−5\sim 10^{-5} M de la disolución saturada):BaCl2⟶Ba2++2 Cl−\text{BaCl}_2 \longrightarrow \text{Ba}^{2+} + 2\,\text{Cl}^-Al subir [Ba2+][\text{Ba}^{2+}], el cociente supera a la constante:Qs  ↑  >KsQ_s \;\uparrow\; > K_sEl sistema responde desplazándose hacia la izquierda: precipita más BaSO4\text{BaSO}_4, disminuye [SO42−][\text{SO}_4^{2-}] y la solubilidad del sulfato de bario baja. Todo ello sin que KsK_s cambie: el sistema se mueve precisamente para conservarla.

c) Añadir agua destilada: se disuelve más sólido.

Al duplicar el volumen, las dos concentraciones se reducen instantáneamente a la mitad, así queQs=[Ba2+]2⋅[SO42−]2=Ks4  <  KsQ_s = \frac{[\text{Ba}^{2+}]}{2}\cdot\frac{[\text{SO}_4^{2-}]}{2} = \frac{K_s}{4} \;<\; K_sLa disolución deja de estar saturada y el equilibrio se desplaza hacia la derecha: se disuelve más sólido del fondo hasta que QsQ_s vuelve a igualar a KsK_s.

Como la temperatura no ha cambiado, KsK_s tampoco, así que al final las concentraciones de los iones vuelven a ser las mismas de antes: lo que ha aumentado es la cantidad total de sal disuelta (mismos moles por litro, pero en el doble de litros). Y esto vale mientras quede sólido en el fondo; si se agotara, la disolución dejaría de estar saturada.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

El apartado a) parece una trampa y lo es: la respuesta correcta es "no pasa nada", y hay que justificarla diciendo que el sólido no figura en la constante y que la disolución ya está saturada.

En c), la respuesta completa distingue entre cantidad disuelta (aumenta) y concentración de los iones (vuelve a su valor de saturación). Esa distinción es lo que separa una respuesta buena de una excelente.

Y en los tres apartados, deja claro que KsK_s no cambia en ninguno: solo lo haría con la temperatura.
Paso 1 de 3
¿Lo has intentado? Con una cuenta marcas hasta dónde llegaste y te proponemos qué repasar después.
Sigue practicandoApuntes y todos los problemas de Equilibrio químico →