QuímicaFácil2 pts

Solubilidad y precipitación

Extremadura · 2024 · Julio
Enunciado
a) (1 punto) Calcular la solubilidad del AgCl\text{AgCl} en agua pura, expresado en g⋅L−1\text{g}\cdot\text{L}^{-1}.

b) (1 punto) Razonar cómo cambiará la solubilidad cuando el AgCl\text{AgCl} está en presencia de NaCl\text{NaCl}.

Datos: Kps(AgCl)=1,6⋅10−10K_{ps}(\text{AgCl}) = 1{,}6\cdot 10^{-10}; Masas atómicas (u): Cl=35,5\text{Cl} = 35{,}5; Ag=107,8\text{Ag} = 107{,}8.
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Resultado
  s=1,26⋅10−5 mol⋅L−1=1,81⋅10−3 g⋅L−1  \boxed{\;s = 1{,}26\cdot 10^{-5}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1} = 1{,}81\cdot 10^{-3}\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}\;}
  • b) Disminuye: el Cl−\text{Cl}^- del NaCl\text{NaCl} (ion común) desplaza el equilibrio hacia el sólido.
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Estrategia

El AgCl\text{AgCl} es una sal poco soluble que, en su disolución saturada, está en equilibrio con sus iones. Si se disuelven ss mol/L, cada ion tiene concentración ss y el producto de solubilidad vale s2s^2; de ahí sale ss en mol/L, que se pasa a g/L con la masa molar. Para b), el NaCl\text{NaCl} aporta iones Cl−\text{Cl}^- (ion común) y el principio de Le Chatelier dice hacia dónde se desplaza el equilibrio.
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Desarrollo

a) Solubilidad en agua pura.AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl−(aq)\text{AgCl}(s) \rightleftharpoons \text{Ag}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)Si ss es la solubilidad molar, en el equilibrio [Ag+]=[Cl−]=s[\text{Ag}^+] = [\text{Cl}^-] = s:Kps=[Ag+] [Cl−]=s2  ⇒  s=Kps=1,6⋅10−10=1,26⋅10−5 mol⋅L−1K_{ps} = [\text{Ag}^+]\,[\text{Cl}^-] = s^2 \;\Rightarrow\; s = \sqrt{K_{ps}} = \sqrt{1{,}6\cdot 10^{-10}} = 1{,}26\cdot 10^{-5}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}Masa molar: M(AgCl)=107,8+35,5=143,3 g⋅mol−1M(\text{AgCl}) = 107{,}8 + 35{,}5 = 143{,}3\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}.s=1,26⋅10−5 mol⋅L−1⋅143,3 g⋅mol−1=1,81⋅10−3 g⋅L−1s = 1{,}26\cdot 10^{-5}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1} \cdot 143{,}3\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1} = 1{,}81\cdot 10^{-3}\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}b) Efecto del NaCl\text{NaCl} (ion común).

El NaCl\text{NaCl} es una sal soluble que se disocia por completo:NaCl(s)⟶Na+(aq)+Cl−(aq)\text{NaCl}(s) \longrightarrow \text{Na}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)y aporta iones Cl−\text{Cl}^-, que son comunes con el equilibrio de solubilidad del AgCl\text{AgCl}. Al aumentar [Cl−][\text{Cl}^-], el producto [Ag+][Cl−][\text{Ag}^+][\text{Cl}^-] supera momentáneamente a KpsK_{ps} y, según el principio de Le Chatelier, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda: precipita AgCl\text{AgCl} hasta que el producto vuelve a valer KpsK_{ps}.

La solubilidad del AgCl\text{AgCl} disminuye (efecto del ion común). Por ejemplo, en NaCl 0,1 M\text{NaCl}\ 0{,}1\ \text{M}, con [Cl−]≈0,1 M[\text{Cl}^-] \approx 0{,}1\ \text{M}:s′=[Ag+]=Kps[Cl−]=1,6⋅10−100,1=1,6⋅10−9 mol⋅L−1s' = [\text{Ag}^+] = \frac{K_{ps}}{[\text{Cl}^-]} = \frac{1{,}6\cdot 10^{-10}}{0{,}1} = 1{,}6\cdot 10^{-9}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}unas diez mil veces menor que en agua pura.
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Consejo

En b) no basta con decir «disminuye»: escribe el equilibrio de solubilidad, señala que el Cl−\text{Cl}^- es el ion común y aplica Le Chatelier. Un ejemplo numérico, aunque el enunciado no lo pida, deja claro que lo entiendes.

Y en a) fíjate en las unidades que piden: g/L, no mol/L. Multiplica por la masa molar al final.
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