Chimica generale - gli equilibri eterogenei

Equilibri eterogenei e prodotto di solubilità

Vi è un limite alla quantità di soluto che può essere solubilizzata in un certo solvente. Tale quantità varia da sostanza a sostanza e varia anche in funzione della temperatura. Questo permette di distinguere tra sostanze solubili, poco solubili e insolubili.

Il numero di moli di soluto presenti all'equilibrio in un litro di soluzione (ove è stata dispersa la massima solubilità molare di quella quantità di soluto possibile) è la solubilità. Un soluto aggiunto in eccesso precipita e costituisce il corpo di fondo o precipitato.

In presenza di un corpo di fondo esiste un equilibrio dinamico tra soluto solido e quello in soluzione. Questo è l'equilibrio di solubilità.

Se il soluto è un elettrolita forte esso subisce dissociazione ionica e in questo caso l'equilibrio di solubilità è dato dall'insieme delle

reazioni

Soluto(s) soluto(aq)

Soluto(aq) catione(aq) + anione(aq)

Questi equilibri risentono dell'effetto dello ione comune e di equilibri simultanei acido-base.

A questo tipo di processi è possibile applicare le leggi dell'equilibrio solo se la soluzione si può considerare ideale, ovvero quando la concentrazione del soluto è bassa. Soluti poco solubili o insolubili

Fino ad ora abbiamo trattato soluzioni acquose, che sono sistemi omogenei, ma equilibri eterogenei; trattiamo ora sistemi eterogenei in cui sono coinvolti sali poco solubili.

Generalmente questi sono legati alla presenza di AB:

Consideriamo un sale poco solubile questo si dissocia:

AB → AB(s) (aq)

AB → A⁺ + B^- (aq)

AB → A⁺ + B^- + AB(s)

Ma poiché il sale poco solubile è presente come corpo di fondo (solido), la sua concentrazione (o meglio la sua attività) è costante (1), perciò K_sp = [A⁺] [B^-]

PSK prodotto di solubilità è chiamato; essendo

Derivato da una K dipsequilibrio, è anch'esso una costante, a T costante, purché sia presente il sale come corpo di fondo (altrimenti non potremmo conglobare la sua attività nella costante).

Una sostanza è poco solubile quando la sua solubilità è compresa tra 0.1 e 10 g per litro; al di sotto di 0.1g/L la sostanza è insolubile (tabella)

Elettrolita poco solubile in acqua: Ca + CO 2-2+CaCO3(s) 3 (aq)(aq) K = [Ca ]2+

La costante di equilibrio è il prodotto di solubilità: ps[CO ]32-

Il prodotto di solubilità e la solubilità sono grandezze correlate. In una soluzione satura di CaCO la solubilità coincide con il numero di moli di 3CaCO passati nel L di soluzione e il rapporto stechiometrico tra [Ca ] e 2+3[CO ] è 1:1

S [Ca ]=[CO ] = 9.33x10 mol/L32-

D'altra parte le concentrazioni di [Ca ] e [CO ] in una soluzione satura sono 2+ 32-quelle che appaiono nel Kps.

Kps = S x S Kps = ( )

8,70x10² -99.33x10 =-5sa le K sa le K sa le KPS PS PS- 5 Ba SO 1 ,1 x 1 0 Fe S 3 ,7 x 1 0Ca SO 2 ,4 x 1 0 - 1 0 - 1 944 - 1 0Sr Cr O 3 ,6 x 1 0 Zn S 1 ,2 x 1 0AgCl 1 ,6 x 1 0- 5 - 2 34Ca ( OH ) 1 ,3 x 1 0 Ag Cr O 1 ,2 x 1 0 PbS 3 ,4 x 1 0- 6 - 1 2 - 2 82 42Ba F 1 ,7 x 1 0 AgBr 7 ,7 x 1 0 Ag S 1 ,6 x 1 0- 6 - 1 3 - 4 92 2AgCN 1 ,6 x 1 0 H gS 1 ,6 x 1 0PbSO 1 ,8 x 1 0 - 1 4 - 5 4- 74 - 9 AgI 1 ,5 x 1 0Ca CO 8 ,7 x 1 0 - 1 63 Prodotti di solubilità di alcuni sali. ca r bon a t o diI n part icolare è int eressant e not are che dalla K delPSca lcio, cost it uent e principale dei m arm i, si può calcolare una- 5solu bilit à di cir ca 9 x 1 0 solfa t o di ca lcio,, m ent re da quella delprodot t o del degrado dei m arm i a causa delle piogge acide, si ricava- 3solu bilit à di cir ca 5 x 1 0una , cioè quasi 60 volt e m aggiore.Pe r t a le r a gion e , qu a n do il ca r bon a t o vie n e t r a sfor m a t o insolfa t o da ll'a cido solfor ico t r a