Tema 9 Reacciones de precipitación

1. Tema 9 Reacciones de precipitación

2. Equilibrios de precipitación o solubilidad p.ej.: AgCl (s) «Ag+ (aq) + Cl- (aq) Importancia de los equilibrios de precipitación

3. CONTENIDO 1.- Conceptos básicos. 2.- Producto de solubilidad. 3.- Factores que afectan a la solubilidad.

4. vdisoluc = vcristaliz ÞEquilibrio 1 CONCEPTOS BÁSICOS. Disolución saturada: Aquélla que contiene la máxima cantidadde soluto que puede disolverse en una determinada cantidad dedisolvente a una temperatura dada.

5. Solubilidadde un soluto en un disolvente dado: Cantidad desoluto necesaria para formar una disolución saturada en unacantidad dada de disolvente. ß Máxima cantidad de soluto que puede disolverse en unacantidad fija de disolvente. [p.ej. NaCl en agua a 0ºC Þs = 35.7 g por 100 mL agua] gramos soluto / 100 mL disolvente gramos soluto / L disoluciónmoles soluto / L disolución (Molar) s • Solubles (s ³ 2×10-2 M) • Ligeramente solubles (10-5 M < s < 2×10-2 M) • Insolubles (s £ 10-5 M) Sólidosiónicoscristalinos Si disolvemos menos cantidad ßdisolución no saturada

6. [ Equilibrios de solubilidad] [ Equilibrios de precipitación] PbI2 (s) «Pb2+ (aq) + 2 I- (aq) • Dinámico • Heterogéneo • Reacción directa: disolución • Reacción inversa: precipitación Reacciones de precipitación: Aquéllas quedan como resultado la formación de unproducto insoluble. Precipitado: Sólido insoluble que se formapor una reacción en disolución.

7. [Concentraciones en el equilibrio] Producto desolubilidad KPS = (2s)2 (3s)3 2 PRODUCTO DE SOLUBILIDAD. AgCl (s) «Ag+ (aq) + Cl- (aq) KPS = [Ag+][Cl-] Bi2S3 (s) « 2 Bi3+ (aq) + 3 S2- (aq) KPS = [Bi3+]2 [S2-]3 Relación entre la solubilidad y el producto de solubilidad: AgCl (s) «Ag+ (aq) + Cl- (aq) KPS = [Ag+][Cl-] = s2 [ ]o - - [ ]eq s s Si KPS­Þs­

8. Mezclamos dos disoluciones que contienen dos iones quepueden formar una sal insoluble. ¿Cómo saber si se formará precipitado? Q = KPSÞEquilibrio : disolución saturada Q > KPSÞSe desplaza hacia la izquierda : precipita Q < KPSÞNo precipita : disolución no saturada.

9. 3 FACTORES QUE AFECTAN A LASOLUBILIDAD. 3.1. Efecto de la temperatura. Afecta a KPS, dado que es una constante de equilibrio. ¿Cómo?Þ Ecuación de van´t Hoff [Tema 5] AB (s) «A+ (aq) + B- (aq) DHºdis = ? • Si DHºdis > 0 (endotérmica) Þ T ­KPS­s­ • Si DHºdis < 0 (exotérmica) Þ T ­KPS¯s¯

11. Ión común 3.2. Efecto del ión común. La solubilidad de un compuesto iónico poco soluble disminuyeen presencia de un segundo soluto que proporcione un ión común. PbI2 (s) «Pb2+ (aq) + 2 I- (aq) KI (s) ®K+ (aq) + I- (aq) s (PbI2 en agua) = 1.2×10-3 M s (PbI2 en una disolución 0.1 M de KI) = 7.1×10-7 M

12. 3.3. Efecto del pH. Mg(OH)2 (s) «Mg2+ (aq) + 2 OH- (aq) Si el pH se hace más ácido Þ menor [OH-] ÞÞ el equilibrio se desplaza a la derecha Þmayor solubilidad. Este efecto ocurre en todas las sales cuyo anión presente carácter básico. CaF2 (s) «Ca2+ (aq) + 2 F- (aq) F- (aq) + H2O (l) «HF (aq) + OH- (aq) La solubilidad de las sales que contienen aniones básicos aumentaconforme el pH disminuye.

13. Esmalte dental: hidroxiapatita Aplicación: Formación de caries Ca10(PO4)6(OH)2 (s) « 10 Ca2+ (aq) + 6 PO43- (aq) + 2 OH- (aq) Si añado F- se forma fluoroapatita: Ca10(PO4)6F2 (s) que resistemejor el ataque de los ácidos. Otros fenómenos: * Lluvia ácida: disuelve CaCO3 de monumentos * CO2 de la respiración: deterioro de estalactitas y estalagmitas

14. 3.4. Formación de iones complejos. Los iones metálicos pueden actuar como ácidos de Lewis. La unión de un ión metálico con una (o más) bases de Lewis seconoce como ión complejo. Ag+ (aq) + 2 NH3 (aq) «Ag(NH3)2+ (aq) Ión complejo p.ej.: La adición de NH3 tiene un efecto espectacular sobre la solubilidad del AgCl, que aumenta mucho. AgCl (s) «Ag+ (aq) + Cl- (aq)

15. DisoluciónAg(NH3)2+ (aq) y Cl- (aq) Disolución saturada: Ag+(aq) y Cl- (aq) Precipitado AgCl (s)