Seminario Nº 3 Producto de Solubilidad

Química General II
Seminario 3
Facultad de Ingeniería
UNMdP
SEMINARIO 3
PRODUCTO DE SOLUBILIDAD
Conceptos previos que requiere el tema:
Soluciones. Unidades de concentración
Equilibrios heterogéneos (Keq, Principio de Le Chatelier)
Electroquímica (Pilas)
ELECTROQUÍMICA
1) Para las siguientes reacciones:
i) 2 Fe(s) + 6 H+(ac)  2 Fe3+(ac) + 3 H2(g)
ii) PbSO4(s) + Mn2+(ac) + 2 H2O(l)  Pb(s) + SO42-(ac) + MnO2(s) + 4 H+(ac)
Indique:
a) Si la reacción (tal como está escrita) es espontánea en condiciones estándar. En caso
negativo, escríbala apropiadamente para que así resulte.
b) La expresión de Keq para la reacción y escriba la ecuación de Nernst correspondiente.
2) Para una celda que utiliza las siguientes reacciones de hemicelda: Mg/Mg2+ y Cu/Cu2+ a 25ºC:
a) Calcule la fem estándar.
b) Escriba las ecuaciones para las reacciones que ocurren en la celda, y esquematice la pila,
indicando: ánodo, cátodo y sentido de circulación de los electrones.
c) Indique para los siguientes casos en qué sentido se desplazará la reacción y el potencial de
la pila:
i) Si se agrega al electrodo de cobre, una sustancia que reacciona con los iones Cu2+.
ii) Si se agrega al electrodo de magnesio, una sustancia que reacciona con los iones Mg2+.
iii) Si se agrega agua en el electrodo de cobre.
iv) Si se agrega un volumen igual de agua en ambos electrodos.
d) Si se aumenta la temperatura del sistema, ¿se modificará la posición del equilibrio?
Justifique la respuesta.
3) a) Responda qué es una pila de concentración y cómo funciona.
b) Para la pila cuyo diagrama es el siguiente:
Cu(s)/Cu2+(ac) (0,1 mol/L)/KCl (saturado)/ Cu2+(ac) (1,0 mol/L)/Cu(s)
i) Escriba las correspondientes reacciones anódica y catódica.
ii) Calcule la fem.
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4) Defina Kps. ¿Cuál es la relación entre la solubilidad y la Kps?
5) La solubilidad del fosfato de magnesio y amonio en agua es de 18,6 mg/L. Determine la Kps.
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6) Determine la solubilidad del yoduro de plomo (II) en mol/L y en mg/L. Kps = 6,5.10
7) Se mezclan volúmenes iguales de una solución 0,02 mol/L de AgNO3 y de una solución 0,001
mol/L de NaCl. ¿Precipitará AgCl? Justifique la respuesta. Kps (AgCl) = 1,8.10-10
8) Ordene por solubilidad creciente del AgCl (Kps = 1,8.10-10) en los siguientes sistemas:
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a) H2O b) CaCl2(ac) 0,01 mol/L c) NaCl(ac) 0,01 mol/L d) AgNO3(ac) 0,05 mol/L.
9) Una barra de plata y un electrodo estándar de hidrógeno (EEH) se introducen en una solución
acuosa saturada de Ag2C2O4 (oxalato de plata) a 25 ºC. Se registra una diferencia de potencial
entre el electrodo de plata y el EEH de 0,589 V, siendo la barra positiva. Calcule la Kps del oxalato
de plata.
10) Calcule cuál será el potencial de una hemicelda que contiene un alambre de plata recubierto
con bromuro de plata sumergido en HBr 0,010 mol/L. Kps (AgBr) = 5,0.10-13
11) Se agregan 1,75 gramos de NaOH (s) a 250 ml de una solución 0,10 mol/L de NiCl2. Calcule:
a) la masa de Ni(OH)2 que se formará b) el pH de la solución final. Kps (Ni(OH)2) = 1,6.10-14
12) a) ¿Qué sal precipitará primero cuando se agrega lentamente Na2CrO4(s) a 1,5 L de solución
que es 0,001mol/L en Ag+ y 0,05 mol/L en Ba2+? Kps (BaCrO4) = 2,4.10-10; Kps (Ag2CrO4) = 1,2.10-12
b) Cuando comienza a precipitar el segundo catión, indique:
i) ¿Cuál será la concentración en solución del primer catión que precipitó y qué porcentaje
estará precipitado?
ii) ¿Qué masa de cromato de sodio será necesario agregar para que empiece a precipitar el
segundo catión?
13) Determine el pH de una solución 0,001 mol/L de sulfato de antimonio para que comience a
precipitar sulfuro de antimonio, Kps (Sb2S3) = 1,0.10-32, cuando se satura esa solución con ácido
sulfhídrico de manera que la concentración final del mismo resulte 0,1 mol/L. Ka1 = 1,0.10-7; Ka2 =
1,3.10-13
14) ¿Cuántos gramos de bromuro de plata se disolverán en 2 litros de amoníaco 0.25 mol/L?
Kps (AgBr) = 5,2.10-13 ; Kform[Ag(NH3)2+] = 1,6.107
PROBLEMAS COMPLEMENTARIOS
15) A un vaso de precipitado que contiene agua destilada, se le agrega AgCl sólido hasta obtener
una solución saturada de dicha sal.
Explique como afecta al sistema inicial:
a) El agregado de agua
b) El agregado de AgNO3
c) El agregado de NH4OH
d) Un aumento de temperatura
los valores de:
i) la solubilidad de la sal
ii) el número de moles de iones Ag+ y Cl- en solución
iii) la concentración de iones Ag+ y de iones Cl- en solución
iv) la constante del producto de solubilidad de la sal.
Justifique las repuestas.
16) Diseñe una práctica de laboratorio que permita calcular la solubilidad del Ni(OH)2 en agua:
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a) Utilizando una celda electroquímica. Especifique los reactivos a utilizar y la concentración
de los mismos. Indique las reacciones anódica y catódica, los datos experimentales que medirá
y los cálculos necesarios para cumplir con el objetivo de la práctica.
b) Por medición del pH. Indique equipos y/o aparatos de medición necesarios, datos
experimentales que medirá y cálculos necesarios para cumplir con el objetivo de la práctica.
c) Por titulación de la solución con HCl de concentración 1.10-2 mol/L. Indique equipos y/o
aparatos de medición necesarios, datos experimentales que medirá y cálculos necesarios para
cumplir con el objetivo de la práctica.
d) Busque en la bibliografía el valor de la Kps del Ni(OH)2, en base al dato obtenido, calcule la
fem que debería medir experimentalmente en la celda electroquímica armada en el inciso a).
e) Teniendo en cuenta el valor de la Kps del Ni(OH)2, calcule el valor del pH que debería medir
en la experiencia del inciso b).
f) Teniendo en cuenta el valor de la Kps del Ni(OH)2, calcule el volumen de HCl de
concentración 1.10-2 mol/L que consumirá en la titulación del inciso c).
RESPUESTAS
3) ii) 0,00295 V
5) 2,49.10-12
6) 1,18.10-3mol/L ; 542mg/L
7) Sí (Qps = 5.10-6 > Kps)
8) d) < b) < c) < a)
9) Kps = 9,34.10-12
10) 0,19 V
11) a) 2,03g b) pH = 8,05
12) b) i) [Ba2+] = 2.10-4 ; 99,6% ii) 12,1 g
13) pH = 6
14) 0,27 g
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