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Solubilidad y precipitación

Extremadura · 2025 · Julio
Enunciado
La solubilidad del yoduro de plata, AgI\text{AgI}, en agua, es 2,86⋅10−6 g⋅L−12{,}86\cdot 10^{-6}\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1} a 25 ∘C25\ ^\circ\text{C}.

a) (0,75 puntos) Calcular la KpsK_{ps} para el AgI\text{AgI} a esta temperatura.

b) (0,75 puntos) Razonar qué sucede con la solubilidad molar del AgI\text{AgI} en presencia de yoduro de sodio (NaI\text{NaI}).

Datos: masas atómicas (u): Ag=107,8\text{Ag} = 107{,}8; I=126,9\text{I} = 126{,}9.
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Resultado
  a) s=1,22⋅10−8 mol⋅L−1;Kps=1,48⋅10−16  \boxed{\;\textbf{a) } s = 1{,}22\cdot 10^{-8}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1};\quad K_{ps} = 1{,}48\cdot 10^{-16}\;}
  • b) La solubilidad molar disminuye (efecto del ion común: el I−\text{I}^- desplaza el equilibrio hacia el sólido).
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Estrategia

El producto de solubilidad se escribe con concentraciones molares, así que primero hay que pasar la solubilidad de g⋅L−1\text{g}\cdot\text{L}^{-1} a mol⋅L−1\text{mol}\cdot\text{L}^{-1} con la masa molar. Como el AgI\text{AgI} se disocia 1:1, Kps=s2K_{ps} = s^2. El apartado b) es el efecto del ion común: el NaI\text{NaI} aporta I−\text{I}^- y, por Le Chatelier, el equilibrio de solubilidad se desplaza hacia el sólido.
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Desarrollo

a) Producto de solubilidad

Masa molar del AgI\text{AgI}:M(AgI)=107,8+126,9=234,7 g⋅mol−1M(\text{AgI}) = 107{,}8 + 126{,}9 = 234{,}7\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}Solubilidad molar:s=2,86⋅10−6 g⋅L−1234,7 g⋅mol−1=1,22⋅10−8 mol⋅L−1s = \frac{2{,}86\cdot 10^{-6}\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}}{234{,}7\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}} = 1{,}22\cdot 10^{-8}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}Equilibrio de solubilidad (heterogéneo: el sólido no aparece en la expresión):AgI(s)⇌Ag+(aq)+I−(aq)\text{AgI}(s) \rightleftharpoons \text{Ag}^+(aq) + \text{I}^-(aq)Por cada mol de AgI\text{AgI} que se disuelve pasan a la disolución un mol de Ag+\text{Ag}^+ y uno de I−\text{I}^-: [Ag+]=[I−]=s[\text{Ag}^+] = [\text{I}^-] = s.Kps=[Ag+] [I−]=s2=(1,22⋅10−8)2=1,48⋅10−16K_{ps} = [\text{Ag}^+]\,[\text{I}^-] = s^2 = (1{,}22\cdot 10^{-8})^2 = 1{,}48\cdot 10^{-16}Es un valor muy pequeño: el AgI\text{AgI} es una sal muy poco soluble.

b) Efecto del NaI\text{NaI}

El yoduro de sodio es una sal soluble que se disocia por completo:NaI(s)⟶Na+(aq)+I−(aq)\text{NaI}(s) \longrightarrow \text{Na}^+(aq) + \text{I}^-(aq)Aporta I−\text{I}^-, que es un ion común con el equilibrio de solubilidad del AgI\text{AgI}. Al aumentar [I−][\text{I}^-], el producto [Ag+][I−][\text{Ag}^+][\text{I}^-] superaría el KpsK_{ps}; según el principio de Le Chatelier, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, precipita más AgI\text{AgI} y [Ag+][\text{Ag}^+] disminuye. Como KpsK_{ps} solo depende de la temperatura, se cumple:s′=[Ag+]=Kps[I−]s' = [\text{Ag}^+] = \frac{K_{ps}}{[\text{I}^-]}Por tanto, la solubilidad molar del AgI\text{AgI} disminuye, y tanto más cuanto mayor sea la concentración de NaI\text{NaI}. Por ejemplo, en NaI\text{NaI} 0,01 M0{,}01\ \text{M} sería s′=1,48⋅10−16/0,01=1,5⋅10−14 Ms' = 1{,}48\cdot 10^{-16}/0{,}01 = 1{,}5\cdot 10^{-14}\ \text{M}, casi un millón de veces menor que en agua pura.
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Consejo

El KpsK_{ps} se calcula siempre con la solubilidad molar: si elevas al cuadrado los 2,86⋅10−6 g⋅L−12{,}86\cdot 10^{-6}\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1} sin dividir por la masa molar, el resultado sale unas 55 000 veces mayor.

En b) no digas que «cambia el KpsK_{ps}»: el KpsK_{ps} solo depende de la temperatura. Lo que cambia es la solubilidad, que disminuye por el ion común.
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