G2 Aula 12 Equilíbrio de Solubilidade

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24/09/2015
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Química GeralQ
Professor Alessandro Kappel Jordão
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Equilíbrios de Solubilidade
• Equilíbrio entre um sal sólido e seus íons dissolvidos em
uma solução saturada.
• Utiliza-se a constante de equilíbrio da dissolução de uma
substância para predizer a solubilidade de um sal e
controlar a formação de precipitadocontrolar a formação de precipitado.
• Métodos usados em laboratório para separar e analisar
misturas de sais.
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Produto de Solubilidade
• A constante de equilíbrio entre um sólido e seus íons
dissolvidos é chamada de produto de solubilidade, Kps, do
soluto. Por exemplo, o produto de solubilidade do sulfeto
de bismuto, Bi2S3, é definido como
Kps = (aBi3+)2 (as2-)3
• Como as concentrações dos íons em uma solução de
um sal pouco solúvel são pequenas, pode-se considerar a
aproximação de Kps usando as concentrações molares:
Kps = [Bi3+]2 [S2-]3
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Produto de Solubilidade
• Algumas considerações:
• O Bi2S3 sólido não aparece na expressão de Kps porque
ele é um sólido puro e sua atividade é 1.
• Um produto de solubilidade é usado na mesma maneira
que qualquer outra constante de equilíbrio.q q q q
• Uma das maneiras mais fáceis de se determinar Kps é
medir a solubilidade molar (s) do composto, isto é, a
concentração molar do composto em uma solução
saturada.
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Produto de Solubilidade
• Exemplo: A solubilidade molar do cromato de prata,
Ag2CrO4, é 65 µmol L-1, em 25oC. Determine o valor de Kps
do cromato de prata em 25oC.
Resolução:
Kps = [Ag+]2[CrO42-]
2 mols Ag+ ~ 1 mol Ag2CrO4
[Ag+] = 2s = 2 x (6,5 x 10-5)
1 mols CrO42- ~ 1 mol Ag2CrO4
[CrO42-] = s = 6,5 x 10-5
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Produto de Solubilidade
• Resolução:
Kps = [Ag+]2[CrO42-] = (2s)2 (s) = 4s3
Kps = 4 x (6,5 x 10-5)3
Kps = 1,1 x 10-12
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Produto de Solubilidade
Produtos de solubilidade em 25oC
Composto Fórmula Kps
Brometo de 
chumbo(II)
PbBr2 7,9 x 10-5
Carbonato de 
bá i
BaCO3 8,1 x 10-9
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bário
Fluoreto de 
cálcio
CaF2 4,0 x 10-11
Hidróxido de 
zinco
Zn(OH)2 2,0 x 10-17
Iodeto de Prata AgI 8 x 10-17
Sulfeto de 
bismuto
Bi2S3 1,0 x 10-97
Produto de Solubilidade
• Exercício; A solubilidade molar do iodato de chumbo(II),
Pb(IO3)2, é 40 µmol L-1, em 25oC. Determine o valor de Kps
do iodato de chumbo(II) em 25oC?
Resposta: 2,6 x 10-13
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Produto de Solubilidade
O produto de solubilidade é a constante do equilíbrio
entre um sal dissolvido e seus íons em uma solução
saturadasaturada.
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Efeito do íon comum
• Às vezes é preciso precipitar um íon de um sal pouco
solúvel (na forma de hidróxidos).
• Exemplo: Íons de metal pesado como Pb ou Hg, de
águas de estação de tratamento.
• Os íons geralmente estão em equilíbrio dinâmico com o
sal sólido, logo alguns íons permanecem em solução.
• Como remover os íons que permanecem em solução?
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Efeito do íon comum
• Pode-se recorrer ao princípio de Le Chatelier:
“Se adicionarmos um segundo sal ou um ácido que
fornece um dos mesmos íons – um “íon comum” - a uma
solução saturada de um sal, então o equilíbrio tende a se
ajustar, diminuindo a concentração dos íons
adicionados”adicionados .
• Logo a solubilidade do sal original decresce e ele
precipita.
• A diminuição da solubilidade provocada pela adição de
um íon comum é chamada de efeito de íon comum.
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Efeito do íon comum
• Exemplo: O que ocorre quando tentamos dissolver
cloreto de prata (AgCl) em NaCl aquoso, 0,1 mol L-1?
Kps = 1,6 x 10-10 (25oC) s = 1,3 x 10-5 mol L-1
• Adição de Cl- desloca o equilíbrio para a esquerda  A
solubilidade do AgCl vai diminuir.
• Solubilidade passou de 10-5 na ausência do sal para 10-9
na presença de NaCl, logo  10 000 x.
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Produto de Solubilidade
O efeito do íon comum é a redução da solubilidade de um
sal pouco solúvel por adição de um sal solúvel que tenha
um íon em comum com eleum íon em comum com ele.
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Predição da precipitação
• A precipitação é importante quando deseja-se separar
íons de uma solução.
• Pelo exame dos valores de K e Q podemos saber para
que lado o equilíbrio se desloca e da mesma forma aqui,
prever se o precipitado vai ou não se formar.
• A constante de equilíbrio é o produto de solubilidade,
Kps, e o quociente da reação é denominado Qps.
• Quando as concentrações dos íons são altas, Qps é maior
do que Kps, e ocorre precipitação.
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Predição da precipitação
Um sal precipita se: Qps  Kps
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Predição da precipitação
• Exemplo: Suponha que são misturadas duas soluções
de mesmo volume, uma sendo 0,2 mol L-1 de Pb(NO3)2(aq)
e a outra 0,2 mol L-1 de KI(aq) em água em 25oC. Será que
haverá precipitação de iodeto de chumbo(II)?
Dados: Kps (PbI2)= 1,4 x 10-8 (25oC)
Como volumes iguais foram misturados, o volume final é
duas vezes maior e as novas concentrações molares
passam a ser a metade dos valores originais.
Pb2+ (aq): (0,2 mol L-1)/2 = 0,1 mol L-1
I- (aq): (0,2 mol L-1)/2 = 0,1 mol L-1
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Predição da precipitação
Qps = [Pb2+] [I-]2
Qps = 0,1 x (0,1)2 = 1,0 x 10-3
• O valor de Qps é maior do que Kps, logo ocorrerá
precipitação.
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A adição de algumas gotas de
solução de nitrato de chumbo(II) a
uma solução de iodeto de potássio
provoca a precipitação imediata de
iodeto de chumbo(II), amarelo.
Precipitação seletiva
• Às vezes, é possível separar cátions diferentes, em uma
solução, pela adição de um sal solúvel que contêm um
ânion com o qual eles formam sais insolúveis.
• A água do mar é uma mistura de muitos íons diferentes.
É possível precipitar o íon magnésio da água do mar pela
adição de íons hidróxido Porém outros cátions tambémadição de íons hidróxido. Porém outros cátions também
estão presentes.
• A concentração de cada um deles e as solubilidades
relativas de seus hidróxidos determinam que cátion
precipitará primeiro quando uma certa quantidade de
hidróxido for adicionada.
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Exemplo: Calcule o valor da [OH-] requerido para
precipitar cada sal, Ca(OH)2 e Mg(OH)2, considerando que
cada cátion está presente na concentração de 0,01 mol L-1.
Que sal precipitará preferencialmente?
Kps Ca(OH)2 = 5,5 x 10-6 = [Ca2+][OH-]2  [OH-]= raiz (Kps/ [Ca2+])
[OH ] i (5 5 10 6 /0 01) 0 023 l L 1
Precipitação seletiva
[OH-]= raiz (5,5 x 10-6 /0,01) = 0,023 mol L-1
Kps Mg(OH)2 = 1,1 x 10-11 = [Mg2+][OH-]2 [OH-]= raiz (Kps/ [Mg2+])
[OH-]= raiz (1,1 x 10-11 /0,01) = 3,3x 10-5 mol L-1
O Mg(OH)2 começará a precipitar com 3,3 x10-5 mol L-1 de OH-
enquanto o de cálcio só precipitará quando a [OH-] for igual a 0,023
mol L-1
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Produto de Solubilidade
Uma mistura de íons em solução pode ser separada por
adição de um ânion de carga oposta, com o qual eles
formam sais de solubilidades muito diferentesformam sais de solubilidades muito diferentes.
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Dissolução de precipitados
Quando um precipitado se forma em uma solução pode
ser necessário redissolvê-lo removendo um dos íons do
equilíbrio de solubilidade, para que o precipitado continue
a dissolver ao buscar inutilmente o equilíbrio.
Por exemplo no equilíbrio a seguir:
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Para dissolver mais sólido, pode-se adicionar mais ácido.
Os íons H3O+ do ácido removem os íons OH- convertendo-
os em água, e Fe(OH)3 dissolve.
A solubilidade de um sólido pode ser aumentada pela
remoção de um íon da solução. Pode-se usar um ácido
para dissolver hidróxidos, sulfetos, sulfitos ou carbonatos
precipitados.
2a P2090508 O sulfato de cobre(II) pentahidratado, CuSO4.5H2O, é utilizado 
em piscinas como inibidor de crescimento de algas. A eficácia dessa 
substância como algicida é garantida pela presença da espécie Cu2+ na 
água, conforme a reação:
CuSO4.5H2O(s) → Cu2+(aq) + SO42-(aq) + 5H2O(l)
Sabendo que, em solução aquosa, a espécie Cu2+ pode precipitar na forma de 
hidróxido de cobre, Cu(OH)2, umasubstância pouco solúvel em água,
Equilíbrios de Solubilidade
hidróxido de cobre, Cu(OH)2, uma substância pouco solúvel em água, 
pede-se:
a) Calcule a quantidade máxima de CuSO4.5H2O, em massa, que pode ser 
adicionada a uma piscina de volume igual a 10.000 L, de modo que não 
ocorra a precipitação do Cu(OH)2 e sabendo que o pH ideal da água da 
piscina é 6. 
b) Haverá precipitação de Cu(OH)2 quando 10,0 kg de CuSO4.5H2O forem 
adicionados a uma piscina de 25.000 L e pH 7,0? Mostre com cálculos.
Dado:
Cu(OH)2(s) Cu2+(aq) + 2OH-(aq) KPS = 1,8 x 10-19 a 25 oC
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Resolução:
a) Cálculo da concentração de íons hidroxila, OH-, em mol L-1:
pH =6 pOH = 8 [OH-] = 1,0x10-8 mol L-1
Cálculo da concentração de Cu2+, em mol L-1: Kps = [Cu2+][OH-]2
[Cu2+] = 
Cálculo da massa de CuSO4.5H2O, em Kg: 
1,8x10-3 mol L-1 x 249,5 g mol-1 = 0,449 g L-1
1-3-
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PS L mol x101,8
][OH
K 
Equilíbrios de Solubilidade
, , g , g
Em 10.000 L  4,49 kg
b) Cálculo da concentração de Cu2+, em mol L-1: 
[Cu2+] = 
Cálculo da concentração de OH-, em mol L-1: pH = pOH = 7 
[OH-]- = 1,0 x 10-7 mol L-1
Cálculo do valor de Qps: Qps = [Cu2+] [OH-]2
Qps = (1,6 x 10-3) (1,0 x 10-7)2 = 1,60 x 10-17
Como, Qps > Kps haverá precipitação de Cu(OH)2.
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1 Lmol10x1,60molg249,5.L25.000
10.000g 
 
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