Reacciones de precipitación 13

 

Cuando se produce la precipitación de PbI2 al añadir NaI sólido a una solución de nitrato de plomo (II), ¿qué concentración de Pb2+ queda en solución, cuando se ha añadido la cantidad suficiente de NaI para que la concentración final de equilibrio del I sea 2·10–3 M?

Dato: Kps (PbI2) = 1·10–8

 

 

Solución:

Datos: [I] = 2·10–3 M; Kps (PbI2) = 1·10–8

Disociación de PbI2:

PbI2 ⇔ Pb2+ + 2 I

Producto de solubilidad de PbI2:

Kps = [Pb2+]·[I]2

Sustituyendo los datos conocidos:

1·10–8 = [Pb2+]·(2·10–3)2

[Pb2+] = 1·10–8/4·10–6 = 2,5·10–3 M

 

 


Reacciones de precipitación 12

 

Se mezclan 10 mL de cloruro de calcio 0,1 M con 40 mL de amoniaco 1,5 M. ¿Se producirá precipitación de hidróxido de calcio?

Datos: Kps (Ca(OH)2) = 1,3·10–6. Kb (NH3) = 1,81·105

 

 

Solución:

Datos: V(CaCl2) = 10 mL; [CaCl2] = 0,1 M; V(NH3) = 40 mL; [NH4] = 1,5 M

En este tipo de problemas se debe tener muy presente que el amoniaco es una base débil por lo que no está totalmente disociado.

Al disolver ambos compuestos van a aparecer en la disolución [Ca2+] y [OH] que pueden dar lugar a un precipitado de hidróxido de calcio, luego para averiguar si la mezcla producirá dicho precipitado se ha de tener en cuenta lo siguiente:

Disociación de Ca(OH)2:

Ca(OH)2 ⇔ Ca2+ + 2 OH

Si: [Ca2+]·[OH]2 = Kps, la disolución final se encuentra en equilibrio. Coexiste el sólido con los iones disueltos.

Si: [Ca2+]·[OH]2 < Kps, no se producirá la formación de un precipitado. La disolución final admite concentraciones de iones hasta que su producto valga Kps.

Si: [Ca2+]·[OH]2 > Kps, hay un exceso de iones y se producirá la formación de un precipitado.

Concentraciones iniciales de cada compuesto:

Reacción de disociación del CaCl2:

CaCl2 (s) ⇒ Ca2+ (aq) + 2 Cl (aq)

El cloruro de calcio es una sal soluble en el agua, por tanto está totalmente disociado, luego los moles que se obtienen de Ca2+ serán los mismos que los que hay de CaCl2.

Moles de CaCl2:

(0,1 mol/L)·0,010 L = 0,001 moles

Moles de Ca2+:

n(Ca2+) = 0,001 moles

Reacción de disociación del amoniaco:

NH3 (aq) + H2O (l) ⇔ NH4+ (aq) + OH (aq)

Moles de NH3:

(1,5 mol/L)·0,040 L = 0,060 moles

Concentraciones de Ca2+ y OH en la mezcla:

Volumen total (suponiendo que los volúmenes son aditivos):

VT = 10,0 mL + 40,0 mL = 50,0 mL

Concentración de CaCl2:

[CaCl2] = 0,001 moles/0,050 L = 0,020 M

[Ca2+] = 0,020 M

Concentración inicial de NH3:

[NH3] = 0,060 moles/0,050 L = 1,2 M

Concentración de [OH]:

De acuerdo con la reacción de disociación del amoniaco:

        

[NH3]

[NH4+]

[OH]

 Concentración inicial

1,2

0

0

 Concentración que se disocia

x

 Concentración disociada

x

x

 Concentración en el equilibrio

1,2 – x

x

x

 

Constante de ionización:

P S 12, 1

P S 12, 2

Como la constante de equilibrio es pequeña podemos suponer que 1,2 – x ~ 1,2 y de esta forma se facilitan los cálculos.

P S 12, 3

P S 12, 4

[OH] = 4,66·10–3 M

Producto iónico:

[Ca2+]·[OH]2 = 0,020·(4,66·10–3)2 = 4,3·10–7 < 1,3·10–6

 

El producto iónico es menor que Kps, por tanto no se producirá precipitación.