Quimica inorgânica

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Nesse caso particular a cortante Kc é denominada constante de produto de solubilidade ou simplesmente produto de solubilidade e representado por Kps, Ks, pS: Kps= [B+] [A-]

É importante notar que o valor de Kps esta relacionado com a coeficiente ou grau de solubilidade. De facto supondo uma solução saturada de X mol de BA e lembrado que a dissociação iónica de um sal é completa (100%) temos:

BA (soluto) ↔ B+ (aq) + A- (aq)

X mol → X mol X mol

Voltando a expressão de Kps temos:

Kps = [B+] [A-] ↔ Kps = .[pic 7][pic 8]

↔ Kps = 2[pic 9]

↔ [pic 10]

Esse será então o valor da solubilidade de BA em mol/l: dai podemos obter também sal coeficiente de solenidade em g/l.

É fácil perceber que de um modo geral, quanto maior for o valor de Kps, maior será o valor de solubilidade da substancia.

Generalizando agora, o conceito de produto de solubilidade para um electrólito qualquer Ba Ab, temos:

BaAb ↔ a B+b + bA-a

Onde: (Kps = [aB+]b [bA-]a Kps = [B+b]a [A-a]b

Donde resulta a definição:

Produto da solubilidade (Kps) é o produto das concentrações molares dos iões existentes numa solução saturada existindo cada concentração elevada à potencia igual ao coeficiente do ião na equação de dissociação iónica correspondente.

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O valor de Kps é constante para cada substancia a uma determinada temperatura.

Por exemplo: em soluções aquosas a 25º C temos:

- FeS(s) ↔ Fe+2(aq) + S-2(aq); Kps = [Fe+2] [S-2] = 5.10-18

- CaFe(s) ↔ Ca+2(aq) + 2F-(aq); Kps = [Ca+2] [F-]2 = 4,9.10-11

- Ca3(PO4)2(s) ↔ 3Ca+2(aq) + 2PO4-3(aq) ; Kps = [Ca+2]3 [SO4-3]2 = 2.10-29

Exemplo:

- Calcule o Kps de sulfato de chumbo a uma certa temperatura, sabendo-se que a esta temperatura a sua solubilidade molar é de 1,4.10-4M

Pb SO4 ↔ Pb2+(aq) + SO4-2(aq)

1mol/l 1mol/l 1mol/l

1,4.10-4M 1,4.10-4M 1,4.10-4M

Kps = [Pb+2] [SO4]

Kps = (1,4.10-4M)2

Kps = 2,00.10-8M2

Exercicios

- A solubilidade de (Ag2 CO3) FeS a 25ºC de 3,87.10-18 mol/l, calcule o Kps.

- Calcule a solubilidade de Ag2 CO3 em agua pura a 25º C e Kps de seu sal a esta temperatura é de 8,3.10-12M.

- Temos uma solução saturada de Ca Cl2 a 25º C. calcule [Ca+2] e [Cl- ] quando não há presença de outras substancias. Kps = 3,95.10-11M3

- Determine se experimentalmente a solubilidade de Ca SO4 é de 0,67g/l. qual é o seu Kps?

- A solubilidade de Ag2SO4 é de 1,5.102M. calcule o Kps do sal.

- Calcule a solubilidade de cromalo de prata sabendo que a uma dada temperatura o Kps = 0,9.10-12M.

Observações

- Os valores de Kps só são constantes e portanto só são definidos em soluções saturadas de electrólitos pouco solúveis. Os valores de Kps são determinados experimentalmente e são extremamente pequenos, porque referem-se a electrólitos pouco solúveis.

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- O Kps tem unidades

Ca3(PO3)2 ↔ 3Ca+2(aq) + 2PO4-3(aq)

Kps = [Ca+2]3 [PO4-3]2 = 2,00.10-29mol\l3. mol/l2

Kps = 2,00.10-29 M5

- O valor de Kps de uma substancia varia com a temperatura. Se a dissolução for endotermica ( como ocorre com muitos sais) um aumento de temperatura acarreta um aumento de solubilidade, portanto, um aumento no valor de Kps. Se a dissolução exotérmica ocorre o inverso.

Resolução do exercício

- Dados

X = 3,87.10-18M Fe S(s) ↔ Fe+2(aq) + S-2(aq)

Kps = [Fe+2] [S-2]

Kps = (3,87.10-18M)2

Kps = 1,4970.10-35 M2

- Dados

Kps = 8,3.10-18M Ag2 CO3(s) ↔ 2Ag+(aq) + CO3-2

2x x

Kps = [Ag+2] [CO3-2]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

Kps = (2x)2 . x

Kps = 4x3

8,3.10-12 = 4x3

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

- A solubilidade de CaCO3 em H2O a 20º C, é de 13 mg/l, calcule o Kps do sal nessa temperatura: dado; ACa 40g; Ac 2g e Ao 16g.

Dados

x = m = 13 mg/l = 0,013 g/l CaCO3(s) ↔ Ca+2(aq) + CO3-2(aq)

Aca = 40g

Ac = 12g

Ao= 16g

M = Aca + Ac + 3Ao = 40g + 12g + 3.16g = 100g

n = [pic 18]

C=[pic 19]

Kps