Relazione2 (determinazione del prodotto di solubilità dell'idrossido di calcio)

Calcoli stechiometrici teorici per la soluzione di CaCl2*2H2O saturata con Ca(OH)2

[OH-] = ([H+]V) / Vtitolante soluzione + [H+] = [HCl] = 0.05M

V = 36.45 ml

titolanteV = 50 ml

soluzione- -2 - -2[OH-] = (0.05M * 36.45ml) / (50ml) = 3.645 * 10 mol/L. Quindi [OH-] = 2S ≈ 3.65 * 10^2 mol/L -2 -2S = (3.645 * 10^2) / 2 = 1.82 * 10 mol/L

[Ca2+] = S = 1.82 * 10 mol/L

-2 -2Kps = (S + 0.100) * (2S) = (1.82 * 10 + 0.100) * (3.65 * 10) = 1.57 * 10^2

Calcoli stechiometrici teorici per la soluzione di CaCl2*2H2O saturata con Ca(OH)2 e analisi critica

Supponiamo di non aver titolato la soluzione di CaCl2*2H2O saturata con Ca(OH)2, pertanto di non essere a conoscenza della [OH-], e di dover determinare la solubilità teorica 1 S avvalendosi della Kps ottenuta dai calcoli relativi alla prima titolazione e di dover determinare la solubilità teorica 2 S avvalendosi della Kps tabulata.

Solubilità ricavata dal Kps ottenuto dai calcoli relativi alla prima titolazione:

Kps = (0.100 + S) * (2S) * t1

Kps = 3.82 * 10^-5

Eguagliando il valore numerico di Kps alla sua

espressione in funzione della solubilitàsi ottiene: 2 -5i) (0.100+S )( 2S ) = 3.82*10t1 t1t13 t12 -5ii) 4S + 0.4S – 3.82*10 = 0 // risolvendo rispetto ad S con metodo dit1bisezione -3 -3iii) S = 9.345*10 mol/L ≈ 9.35*10 mol/Lt1Solubilità ricavata dal valore di Kps tabulato:2Kps=(0.100+S )( 2S ) t2 t2-5Kps=4.20*10Eguagliando il valore numerico di Kps alla sua espressione in funzione della solubilitàsi ottiene: 2 -6i) (0.100+S )( 2S ) = 5.5*10t2 t2t23 t22 -6ii) 4S + 0.4S – 5.5*10 = 0 // risolvendo rispetto ad S con metodo dit2bisezione -3iii) S = 3.64*10 mol/Lt2// di seguito la tabella I.C.E. alla quale si è fatto riferimento per i calcoli //⇌ 2+(aq) -(aq)Ca(OH) Ca + 2OH2 (S ) I 0.100 /C +S +2St tE 0.100 2S t+S t -3 -3Dai calcoli effettati risulta che: S < S < S , difatti 3.64*10 mol/L < 9.345*10 mol/Lt2 t1 2-2< 1.82*10 mol/LS < S può essere giustificato in quanto il Kps ricavato dai dati forniti dalla t2

t1prima titolazione è maggiore rispetto al kps tabulato. Dato che la relazione tra la Kps e la solubilità rimane la medesima ossia Kps=(0.100+S )( 2S ) ,ad unat tKps maggiore corrisponderà una solubilità teorica maggiore.Entrambi i valori teorici sono tuttavia minori della solubilità calcolabile mediante i dati forniti dalla seconda titolazione. Ciò è giustificabile o ammettendo un errore nella filtrazione, che ha determinato la permanenza di Ca(OH) solido nella soluzione e che per i motivi sopracitati reagendo con HCl falsa in eccesso il volume di titolante, oppure la soluzione non era ancora giunta al punto di equilibrio quando è stata titolata

Solubilità (mol/L): 2.12*10^1.82*10Ca(OH)₂

Solubilità (g/L): 1.57 1.35Ca(OH)₂

Kps=[Ca²⁺][OH^-]: 4.20*10^1.57*10

Formule utilizzate:

n HCl=n H =[H⁺]*V (mol)

n Ca(OH)₂=(1/2)*([OH^-]*V )=(1/2)*([H⁺]*V ) (mol)

S Ca(OH)₂= n Ca(OH)₂ / V (mol/L)

S Ca(OH)₂= S Ca(OH)₂ * M Ca(OH)₂ (g/L)

Kps= 4S prima titolazione (mol/L)

Kps= (0.100 +S )*(2S ) seconda titolazione (mol/L)

Calcoli prima titolazione:

nHCl= 0.05mol/L * 0.04245L = 2.1225*10^-3 mol ≈2.12*10^-3 mol

n Ca(OH)₂ = (1/2)* 2.1225*10^-3 mol = 1.0612*10^-3 mol ≈ 1.06*10^-3 mol

S Ca(OH)₂ = 1.0612*10^-3 mol / 0.0500L = 2.1225*10^-2 mol/L ≈2.12*10^-2 mol

S Ca(OH)₂ = 2.12*10^-2 mol/L * 74.094 g/mol = 1.57 g/L

Kps= 4*(2.1225*10^-2 mol/L) = 3.82*10^-5

Calcoli seconda titolazione:

nHCl= 0.05mol/L * 0.03645L = 1.8225*10^-3 mol ≈1.82*10^-3 mol

mol· -3 -4 -4n Ca(OH) = (1/2)* 1.8225*10 mol = 9.1125*10 mol ≈ 9.11*10 mol· 2 -4 -2 -2S Ca(OH) = 9.1125*10 mol / 0.0500L = 1.8225*10 mol/L ≈ 1.82*10· (mol/L) 2mol/L -2S Ca(OH) = 1.82*10 mol/L * 74.094 g/mol = 1.35 g/L· (g/L) 2 -2 -2 2 -4Kps= (0.100 +1.82*10 )*(2*1.82*10 ) = 1.57*10

Conclusioni

Come atteso S <S ossia la solubilità dell’idrossido di calcio diminuisce in presenza2 1 2+(aq)dello ione comune Ca .Quanto appena esposto è giustificato dal principio di Le Chatelier: perturbando2+l’equilibrio tramite l’aumento della concentrazione dello ione Ca (grazie alla presenza2+del cloruro di calcio diidrato, che si dissocia liberando in soluzione ioni Ca ) l’equilibrioviene spostato a sinistra, verso la formazione di Ca(OH) . Ciò porta ad una una2(s)diminuzione della solubilità dell’idossido di calcio, riscontrabile nella diminuzione della-concentrazione degli ioni OH , la quale viene calcolata con i dati

forniti dalla titolazione. Difatti per giungere al punto di equivalenza nella seconda titolazione