+ 2 OH

INTRODUCCION
INTRODUCCION AL
AL
EQUILIBRIO
EQUILIBRIO
PRECIPITACIÓN
PRECIPITACIÓN -- SOLUBILIZACIÓN
SOLUBILIZACIÓN
Lo básico que debes saber de Química General
14-1
LA SOLUBILIDAD DE ELECTROLITOS
FUERTES POCO SOLUBLES
Compuesto
Solubilidad
Electrolito
NaCl
Soluble
Fuerte
BaSO4
Poco
soluble
Fuerte
HgCl2
Soluble
Débil
Ácido benzoico
Poco
soluble
Débil
Ácido acético
Soluble
Débil
Azúcar
Soluble
No electrolito
14--2
14
LA CONSTANTE DEL PRODUCTO DE
SOLUBILIDAD
AmBm(s)
Disolución
Precipitación
n+ m
m An+(ac) + n Bm-(ac)
n+ m
Kps = [ A ] [ B ]
Solubilidad: Cantidad MÁXIMA de soluto que se disuelve
en un volumen dado de solución.
Expresada en (g/L) o en (moles/L).
Solución saturada: Aquella que satisface la solubilidad
del soluto.
14--3
14
TIPOS DE PROBLEMA
a) Dado el Kps, encontrar la solubilidad.
El Kps del cloruro de plata es 1,7 x 10-10. ¿Cuántos g
de sal se disuelven en 1 L de solución?
1. Equilibrio: AgCl(s) = Ag++ Cl 2. Kps = [Ag+] [Cl -]
3. Estequiometría: 1 mol de sal disuelta produce un mol
de iones [Ag+] y un mol de iones [Cl -].
4. Tabla de reacción:
inicial:
reacciona:
equilibrio:
AgCl(s) = Ag+ + Cl -s
0
s
s
0
s
s
14--4
14
TIPOS DE PROBLEMA
5. Reemplazar: Kps = [Ag+] [Cl -] = s · s = s2
s2 = 1,7 x 10-10
s = 1,3 x 10-5
Se disuelve 1,3 x 10-5 moles de AgCl en 1 L de solución.
O sea:
1,3 x 10-5(mol) · 143,35 (g/mol)
= 1,86 x 10-3(g/L)
14--5
14
TIPOS DE PROBLEMA
b) Dada la solubilidad de una sal, encontrar el Kps.
Al evaporar 100 mL de una solución saturada de
fluoruro de calcio, queda 1,68 mg de residuo de la
sal sólida. ¿Cuál es el Kps de la sal?
14--6
14
Relaciones entre solubilidad y Kps.
1) Sal MX
MX (s) = [M+] [X-]
Kps = s · s = s2
2) Sal MX2
MX (s) = [M+] + 2 [X-]
Kps = s · (2s)2 = 4 s3
3) Sal MX3
MX (s) = [M+] + 3 [X-]
Kps = s · (3s)3 = 27 s4
4) Sal M2X3
M2X3 (s) = 2[M+] + 3 [X-]
Kps = (2s)2·(3s)3 = 108 s5
EFECTO DE UN IÓN COMÚN
¿ Qué efecto tendría la presencia de una cantidad de sal
soluble que contenga cromato, sobre la solubilidad del
cromato de plomo?
PbCrO4(s) = Pb2+ + CrO42-
14--8
14
EFECTO DE UN IÓN COMÚN
El cambio externo es aumentar la [CrO42-]; el principio
de LE CHATELIER predice que el sistema desplaza su
equilibrio, oponiéndose al cambio externo.
En el problema de la transparencia 14-4, se calculó la
solubilidad del clorato de plata en agua. Calcula la
solubilidad de esta sal en una solución 0,1 M de cloruro
de sodio. Compara ambas solubilidades.
R: 1,7 x 10-9 (moles/L)
14--9
14
EFECTO DE UN IÓN COMÚN
PbCrO 4(s)
Pb2+(ac) + CrO 42-(ac)
PbCrO 4(s)
Pb2+(ac) + CrO 42-(ac ; agr)
14--10
14
REVERSIBILIDAD DEL EQUILIBRIO.
PRECIPITACIÓN
Para preparar una solución de una sal poco soluble
como Ag2CrO4(s) (Kps = 1,3x 10-12), se puede:
a) Agitar Ag2CrO4(s) en agua.
b) Hacer reaccionar una sal que contenga iones Ag+,
con otra solución que contenga iones CrO42-:
Ag2CrO4(s) = 2 Ag+ + CrO4214--11
14
REVERSIBILIDAD DEL EQUILIBRIO.
PRECIPITACIÓN
Se mezcla 5 mL de solución 0,003 M de AgNO3(ac) con
10 mL de solución 0,0006 M de K2CrO4(ac). ¿Precipita
Ag2CrO4(s) de esta solución?
14--12
14
PRECIPITACIÓN SELECTIVA
Existe la posibilidad de formar más de una sal poco
soluble. Por ejemplo:
Una solución contiene cloruro de sodio y cromato de
sodio, ambas en concentración 0,005 M. Se agrega
AgNO3 gota a gota. ¿Qué sal precipita primero?
¡¡¡ Precipita aquella cuyo
Kps se satisface primero !!!
14--13
14
PRECIPITACIÓN SELECTIVA
¿A qué concentración de plata precipita AgCl en la
solución dada?
KpsAgCl = [Ag+][Cl -]
Luego: [Ag+] =
Kps
[Cl -]
1,7 x 10-10
=
= 3,4 x 10-8 M
0,005
Cuando: [Ag+] = 3,4x 10-8 M, precipita AgCl(s)
14--14
14
PRECIPITACIÓN SELECTIVA
En la misma forma,
KpsAg
+ 2
2
CrO4
2-
Kps
+
= [ Ag ] [ CrO4 ], y [ Ag ] =
=
[ CrO42- ]
1,3x 10-12
0,005
= 1,61 x 10-5 M
Si se agrega AgNO3 gota a gota, se satisface primero
KpsAgCl. ¿Cuál debe ser la [Cl -] cuando comienza a
precipitar Ag2CrO4?
R: 1,06 x 10-5 M
14--15
14
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
Se agita exceso de hidróxido de calcio (Kps = 3,2 x 10-6),
en agua, y a la solución sobrenadante se agrega
fluoruro de potasio. ¿Precipita fluoruro de calcio (Kps =
4 x 10-11)?
Cuando se agita Ca(OH)2(s) en agua:
Ca(OH)2(s) = Ca2+ + 2 OHs = 9,3 x 10-3
Kps = [ Ca2+ ] [ OH- ]2
; [ Ca2+ ] = 9,3 x 10-3M y
[ OH- ] = 2 x 9,3 x 10-3 M
[ OH- ] = 0,0186 M
14--16
14
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
Al agregar [ F- ] ; Se establece el equilibrio:
Ca2+ + 2 F- = CaF2(s)
[ Ca2+ ] [ F - ]2 = 4 x 10-11M
[ F- ] =
4 x 10-11
= 1,29 x 10-3M
0,0186
Cuando [ F- ] llega a 1,29 x 10-3M, comienza a precipitar
CaF2(s)
14--17
14
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
1. La solución de hidróxido de calcio permite una
concentración máxima de iones Ca2+ bastante alta.
[ Ca2+ ] = 10-2
2. La solubilidad del fluoruro de calcio es baja, y esta
sal precipita al agregar suficientes iones fluoruro.
3. La precipitación en el punto 2 provoca una
disminución de la [ Ca2+ ] en la solución.
14--18
14
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
4. Cuando todo el fluoruro agregado ha precipitado,
el hidróxido de calcio comienza a disolverse para
satisfacer su Kps.
5. Finalmente, si hay suficientes iones fluoruro, todo
el hidróxido de calcio se disuelve. (Y todo el calcio
aparece como CaF2(s)).
14--19
14
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
-
1
Ca
2+
2
-
-
Ca
2+
-
OH
2+
CaF2(s)
-
Ca
-
+ 2 OH
Ca
2+
+ 2F
-
CaF2(s)
OH
2+
-
OH
OH
OH
-
Ca(OH) 2(s)
Ca
-
OH
3
-
OH
OH
2+
Ca
+
F (K )
SISTEMA FUERA
DE EQUILIBRIO
Ca(OH) 2(s)
4
5
-
Ca
2+
-
OH
Ca(OH) 2(s)
-
OH
Ca
OH
2+
(K )
-
OH
OH
OH
+
-
(K )
OH
OH
Ca
2+
-
+ 2 OH
+
-
CaF2(s)
+
(K )
-
Ca
+
(K )
2+
+2F
-
14--20
14
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
El equilibrio de solubilidad del hidróxido de calcio
Ca(OH)2(s)
Ca2+ + 2 OH-
Se desplaza hacia la derecha al disminuir [ Ca2+ ]e
Ca(OH)2(s)
Ca2+ + 2 OHFCaF2(s)
14--21
14
INTERCONVERSIÓN DE PRECIPITADOS
37,05 g de hidróxido de calcio se agitan con 58,1 g de
fluoruro de potasio en 1 L de agua. ¿Cuánto fluoruro
de calcio precipita? ¿Cuál es la concentración de
hidróxido de potasio que queda en la solución?
R: 39,04 g , 1 M
14--22
14
DISOLUCIÓN DE PRECIPITADOS CON
USO DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BASE
Ca(OH)2(s)
2 H+ + 2 OH Ca(OH)2(s) + 2 H+
CaF
CaF22(s)
(s)
-+
22 FF +
+ 22 H
H+
+
CaF
CaF22(s)
(s) +
+ 22 H
H+
Ca2+ + 2 OH 2 H2O
Ca2+ + 2 H2O
2+
Ca
Ca2+ ++ 22 FF2
2 HF
HF
2+
Ca
Ca2+ ++ 22 HF
HF
Kps
1/Kw2
K = Kps / K ww22
Kps
Kps
1/K
1/Kaa22
K = Kps / K aa22
14--23
14
DISOLUCIÓN DE PRECIPITADOS CON
USO DEL EQUILIBRIO DE COMPLEJOS
Precipitados se solubilizan formando complejos.
Ejemplo:
Disolución del cloruro de plata
AgCl(s) + 2 NH3(ac) = Ag(NH3)2+ Cl Ion (o átomo) central
Ligando
Nº de coordinación
Carga del ion complejo
Contraión
Importante !!
K = Kps xx Kff
14--24
14
CONSTANTES DE FORMACIÓN
DE IONES COMPLEJOS
[Ni(CN)4]2- 1 x 1030
[AgCl2]-
3 x 105
[Cu(NH3)4]2+ 1 x 1012
[Ag(CN)2]- 1 x 1021
[PbCl4]2-
4 x 102
[Zn(NH3)4]2+
5 x 108
[AlF6]3-
7 x 1019
[CuCl2]-
5 x 104
[Fe(CN)6]3-
1 x 1031
[SnF6]2-
1 x 1025
[Al(OH)4]-
2 x 1028
[Fe(CN)6]4-
1 x 1024
[CuCl4]2-
4 x 105
[Zn(OH)4]2- 5 x 1014
[Ag(NH3)2]+
1 x 108
14--25
14
APLICACIONES DEL
EQUILIBRIO DE COMPLEJOS
a) Disolución de sales poco solubles
AgCl(s)
Ag+ + Cl NH3
[Ag(NH3)2]+
¿Cuál es la solubilidad del cloruro de plata en amoniaco
1 M?
R: 0,13 M
14--26
14
COMPORTAMIENTO ANFOTÉRICO
DEL HIDRÓXIDO DE ALUMINIO
OH-
3 H3O3+
3+
3 H2O(l) + Al(H2O)6 (ac)
3 H3O3+
Al(H2O)3(OH)3(s)
OH-
Al(H2O)2(OH)4-(ac)
+ H2O(l)
14--27
14
ANÁLISIS CUALITATIVO
3
4
5
Sn2+,Sn 4+
Hg2+ ,Pb 2+
Zn2+,Mn2+
Ni2+ ,Fe 2+
Co3+ ,Al3+
Cr3+,Fe 3+
Mg2+,Ca 2+
Ba2+
Na+,K+
NH4+
A
Iones de
grupos
2, 3,4 ,5
Cationes
solubles
Iones de
grupos
3, 4, 5
Iones del
grupo 1
AgCl,
Hg2 Cl 2,
PbCl 2,
B
D
Buffer
(pH 8)
NH3/NH 4
Iones del
grupo 2
CuS, CdS,
HgS, As 2S 2,
Sb2S3 , Bi2S 3,
SnS, SnS 2,
PbS
C
E
Cationes
solubles
Cationes
Adición solubles
(NH 4)2 HPO 4
Iones del
grupo
5
Iones de
grupos
4, 5
Iones del
grupo 3
ZnS, MnS,
NiS, FeS,
Centrífuga
2
+
Ag ,Hg 22+
Pb2+
Cu2+ ,Cd2+
H2 AsO3 Sb3+,Bi 3+
Acidifica
pH 0,5 ;
adición
H2S
C
Centrífuga
1
Adición
HCl 6M
Cationes
solubles
Centrífuga
Cationes
solubles
B
Centrífuga
A
Iones del
grupo 4
CoS
Al(OH) 3 ,
Mg3(PO 4)2
Ca3(PO 4)2
Cr(OH) 3
Ba3(PO 4)2
D
E
14--28
14
ANÁLISIS CUALITATIVO
Al
3+
2+
Cu
Fe
Ag(NH
)
+ 3
2
Centrífuga
+
Ag
22
CuCl
-- 44
Cu(NH
)
2+ 3 4
Centrífuga
Paso 1
adición
NH3 (ac)
Paso 2
adición
HCl
AgCl
Fe(OH) 33
3+
(blanco
)
Al(OH)33
Paso 3
adición
NaOH
Paso 4
adición
HCl,
Na 2HPO4
Centrífuga
AlPO4
Al(OH
)4
Paso 5
disolución
HCl y
adición
KSCN
FeSC
22N
Fe(O
H)33
14--29
14