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564031 Equilíbrio de Solubilidade

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e-mail: erico.neto@ifrn.edu.br
*
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA
Profº Érico de Moura Neto
2
*
* Solubilidade de uma substância é a quantidade dessa
substância que pode ser dissolvida em certas
quantidade de solvente.
* Em nossos estudos qualquer substância com
solubilidade inferior a 0,01 mol/L será considerada
insolúvel.
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QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA
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3
*
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA
Profº Érico de Moura Neto
4
*
* Kps é a constante do produto de solubilidade.
* O BaSO4 é ignorado, uma vez que é um sólido puro,
logo, sua concentração é constante.
BaSO4(s) Ba
2+(aq) + SO4
2-(aq)
𝐾𝑝𝑠 = 𝐵𝑎
2+ ∙ 𝑆𝑂4
2−
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA
Profº Érico de Moura Neto
5
*
* Para converter solubilidade em Kps:
* a solubilidade precisa ser convertida em
solubilidade molar (através da massa molar).
* a solubilidade é convertida na concentração em
quantidade de matéria de íons no equilíbrio (cálculo
do equilíbrio).
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA
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6
*
*Kps é o produto da concentração de íons no equilíbrio.
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA
Profº Érico de Moura Neto
7
* O cromato de prata sólido é adicionado à água pura a
25ºC. Parte do sólido permanece não dissolvido no
fundo do frasco. A mistura é agitada por vários dias
para se ter certeza de que o equilíbrio entre Ag2CrO4
não dissolvido e a solução foi atingido.
*
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA
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8
A análise da solução em equilíbrio mostra que a
concentração de seu íon prata é 1,3x10-4 mol/L.
Supondo que o Ag2CrO4 dissocia-se completamente em
água e que não existam outros equilíbrios importantes
envolvendo os íons Ag+ ou CrO4
2- em solução, calcule o
Kps para esse composto.
*
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
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9
𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 (𝑠) 2 𝐴𝑔
+
(𝑎𝑞) + 𝐶𝑟𝑂4
2−
(𝑎𝑞)
𝐾𝑝𝑠 = 𝐴𝑔
+ 2 ∙ 𝐶𝑟𝑂4
2−
2x x
𝐴𝑔+ = 1,3𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙/𝐿
𝐶𝑟𝑂4
2− =
1,3𝑥10−4
2
= 6,5𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙/𝐿
𝐾𝑝𝑠 = 1,3𝑥10
−4 2 ∙ 6,5𝑥10−5
𝐾𝑝𝑠 = 1,1𝑥10
−12 𝑚𝑜𝑙/𝐿 3
x
10
11
* Kps para o fluoreto de cálcio, CaF2, é 3,9x10-11
(mol/L)3 a 25ºC. Supondo que o CaF2 dissocia-se
completamente em água e que não existam outros
equilíbrios importantes afetando as solubilidades,
calcule a solubilidade do CaF2 em gramas por litro.
*
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA
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𝐶𝑎𝐹2 (𝑠) 𝐶𝑎
2+
(𝑎𝑞) + 2 𝐹
−
(𝑎𝑞)
𝐾𝑝𝑠 = 𝐶𝑎
2+ ∙ 𝐹− 2
3,9𝑥10−11 = 𝑥 ∙ 2𝑥 2
Início 0 0
Reagem X X 2X
Equilíbrio X X 2X
4𝑥3 = 3,9𝑥10−11
𝑥3 =
3,9𝑥10−11
4
𝑥 =
3
9,75𝑥10−12
𝑥 = 2,1𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙/𝐿
𝐶𝑚𝑜𝑙/𝐿 =
𝐶𝑔/𝐿
𝑀𝑀
2,1𝑥10−4 =
𝐶𝑔/𝐿
78 𝑔/𝑚𝑜𝑙
𝐶𝑔/𝐿 = 1,67𝑥10
−2 𝑔/𝐿
13
* 1) Uma solução saturada de hidróxido de magnésio,
Mg(OH)2, em contato com o sólido não dissolvido é
preparada a 25ºC. Encontra-se que o pH da solução é
10,17. Supondo que Mg(OH)2 dissocia-se
completamente em água e que não existam outros
equilíbrios simultâneos envolvendo os íons Mg2+ ou OH-
na solução, calcule o Kps para esse composto.
*
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14
* 2) Kps para o fluoreto de lantânio, LaF3, é 2,0x10-19
(mol/L)4 a 25ºC. Qual a solubilidade do LaF3 em mol
por litro?
*
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*
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*
* Gerar a curva de titulação hipotética para a titulação de
100,00 mL de nitrato de prata, AgNO3, 0,1000 mol/L com o
cromato de sódio Na2CrO4, 0,1000 mol/L. Dados: Kps
Ag2CrO4 = 1,2x10
-12 (mol/L)3.
*Ponto de equivalência nAgNO3 reage comple- nNa2CrO4
tamente
2 𝐴𝑔𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) + 𝑁𝑎2𝐶𝑟𝑂4 (𝑎𝑞) 𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 (𝑠) + 2 𝑁𝑎𝑁𝑂3 (𝑎𝑞)
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*
2 𝐴𝑔𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) + 𝑁𝑎2𝐶𝑟𝑂4 (𝑎𝑞) 𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 (𝑠) + 2 𝑁𝑎𝑁𝑂3 (𝑎𝑞)
𝐶 =
𝑛𝐴𝑔𝑁𝑂3
𝑉
𝑛𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 𝐶 ∙ 𝑉
𝑉𝑁𝑎2𝐶𝑟𝑂4 =
5𝑚𝑚𝑜𝑙
0,1000 𝑚𝑜𝑙/𝐿
𝑉𝑁𝑎2𝐶𝑟𝑂4 = 50𝑚𝐿
𝑛𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 0,1000 ∙ 100
𝑛𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 10 𝑚𝑚𝑜𝑙
𝑛𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 2 ∙ 𝑛𝑁𝑎2𝐶𝑟𝑂4
𝑛𝑁𝑎2𝐶𝑟𝑂4= 5𝑚𝑚𝑜𝑙
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* pAg antes da adição de Na2CrO4 0,1000 mol/L
* A solução contém somente AgNO3 0,1000 mol/L
𝑝𝐴𝑔 = − log 𝐴𝑔+
𝑝𝐴𝑔 = − log 0,1000
𝑝𝐴𝑔 = 1,0
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* pAg após adição de 20,00 mL de Na2CrO4 0,1 mol/L
2 𝐴𝑔𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) + 𝑁𝑎2𝐶𝑟𝑂4 (𝑎𝑞) 𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 (𝑠) + 2 𝑁𝑎𝑁𝑂3 (𝑎𝑞)
I 10 mmol 2 mmol - 0
R 4 mmol 2 mmol - 4 mmol
E 6 mmol 0 - 4 mmol
𝐴𝑔+ =
6 𝑚𝑚𝑜𝑙
120 𝑚𝐿
𝐴𝑔+ = 0,05 𝑚𝑜𝑙/𝐿
𝑝𝐴𝑔 = − log 𝐴𝑔+
𝑝𝐴𝑔 = − log 0,05
𝑝𝐴𝑔 = 1,30
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* pAg após adição de 49,00 mL de Na2CrO4 0,1 mol/L
2 𝐴𝑔𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) + 𝑁𝑎2𝐶𝑟𝑂4 (𝑎𝑞) 𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 (𝑠) + 2 𝑁𝑎𝑁𝑂3 (𝑎𝑞)
I 10 mmol 4,9 mmol - 0
R 9,8 mmol 4,9 mmol - 9,8 mmol
E 0,2 mmol 0 - 9,8 mmol
𝐴𝑔+ =
0,2 𝑚𝑚𝑜𝑙
149 𝑚𝐿
𝐴𝑔+ = 1,3423𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙/𝐿
𝑝𝐴𝑔 = − log 𝐴𝑔+
𝑝𝐴𝑔 = − log 1,3423𝑥10−3
𝑝𝐴𝑔 = 2,87
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* pAg após adição de 50,00 mL de Na2CrO4
2 𝐴𝑔𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) + 𝑁𝑎2𝐶𝑟𝑂4 (𝑎𝑞) 𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 (𝑠) + 2 𝑁𝑎𝑁𝑂3 (𝑎𝑞)
I 10 mmol 5 mmol - 0
R 10 mmol 5 mmol - 10 mmol
E 0 0 - 10 mmol
𝑝𝐴𝑔 = − log 1,3389𝑥10−4
𝑝𝐴𝑔 = 3,87
𝐾𝑝𝑠 = 𝐴𝑔
+ 2 ∙ 𝐶𝑟𝑂4
2−
𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 (𝑠) 2 𝐴𝑔
+
(𝑎𝑞) + 𝐶𝑟𝑂4
2−
(𝑎𝑞)
2x x
1,2𝑥10−12 = 2𝑥 2 ∙ 𝑥
𝑥 = 6,6943𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙/𝐿
𝐴𝑔+ = 2 ∙ 6,6943𝑥10−5
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22
* pAg após adição de 70,00 mL de Na2CrO4
2 𝐴𝑔𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) + 𝑁𝑎2𝐶𝑟𝑂4 (𝑎𝑞) 𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 (𝑠) + 2 𝑁𝑎𝑁𝑂3 (𝑎𝑞)
I 10 mmol 7 mmol 0 0
R 10 mmol 5 mmol - 10 mmol
E 0 2 mmol - 10 mmol
𝐶𝑟𝑂4
2− =
2𝑚𝑚𝑜𝑙
170 𝑚𝐿
𝐶𝑟𝑂4
2− = 0,0118 𝑚𝑜𝑙/𝐿
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𝑝𝐴𝑔 = − log 1,01𝑥10−5
𝑝𝐴𝑔 = 5,00
𝐾𝑝𝑠 = 𝐴𝑔
+ 2 ∙ 𝐶𝑟𝑂4
2−
𝐴𝑔2𝐶𝑟𝑂4 (𝑠) 2 𝐴𝑔
+
(𝑎𝑞) + 𝐶𝑟𝑂4
2−
(𝑎𝑞)
1,2𝑥10−12 = 𝑥 2 ∙ 0,0118
𝑥 = 1,01𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙/𝐿
2x x + 0,0118
x 0,0118
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0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
p
A
g
Volume (mL)
Curva de Titulação
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*
* Calcule o pPb para a titulação de 50,00 mL de nitrato
de chumbo, Pb(NO3)2, 0,1000 mol/L com o cloreto de
sódio NaCℓ, 0,1000 mol/L, sabendo que a Kps PbCℓ2 =
1,7x10-5 (mol/L)3, nas seguintes condições:
a) antes da adição de NaCℓ 0,1000 mol/L.
b) após adição de 30,00 mL de NaCℓ 0,1000 mol/L.
c) após adição de100,00 mL de NaCℓ 0,1000 mol/L.
d) após adição de 120,00 mL de NaCℓ 0,1000 mol/L.
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