sexta-feira, 14 de setembro de 2012


Produto de solubilidade Ks ou Kps

Numa solução saturada com corpo de fundo de um sal, existe um equilíbrio entre os íons presentes na solução e o sólido precipitado no fundo do recipiente. Por exemplo...
BaSO4     <=>       Ba2+     +     SO42-
Este equilíbrio é conhecido como de solubilidade e a constante deste equilíbrio é chamada de produto de solubilidade (Ks ou Kps). Esta constante é igual ao produto das concentrações dos íons na solução saturada, elevadas aos coeficientes da reação. Para o exemplo acima teríamos...
Ks=[Ba2+] [SO42-]
Para o fosfato de cálcio, a Ks pode ser obtida a partir da equação de dissociação do sal...
Ca3(PO4)2     <=>     3 Ca2+     +     2 PO43-
Ks=[Ca2+]3 [PO43-]2
Para um dado sal, o Ks depende da temperatura. Quanto mais alto é o valor de Ks, mais solúvel é a substância. Valores de Ks muito baixo são característicos de substâncias pouco solúveis. A precipitação em uma solução é determinada pelo valor de Ks.
Se o produto das concentrações dos íons na solução é:
- menor que o valor de Ks, a solução é insaturada.
- igual ao valor de Ks, a solução é saturada.
- maior que o valor de Ks, ocorrerá a formação de precipitado até que o valor de Ks seja atingido.
Em outras palavras, as precipitações são mais facilmente obtidas em soluções de sais de baixa solubilidade.

Exemplos
Os exemplos 1 e 2 relacionam-se com seguintes sais de prata e seus produtos de solubilidade, em solução aquosa a 25°C.
Substância
Produto de solubilidade
AgCl
1,8 x 10-10
AgBr
3,3 x 10-13
AgI
1,5 x 10-16
AgCN
1,2 x 10-13
AgCNS
1,0 x 10-12

Exemplo 1

(U.E. Londrina) O sal mais insolúvel na água é:
a) AgI
b) AgBr
c) AgCl
d) AgCN
e) AgCNS

Resolução

Quanto menor o produto de solubilidade, mais insolúvel é o sal. Entre as opções, o mais insolúvel é o AgI. A alternativa correta é a a.

Exemplo 2

(U.E. Londrina) Numa solução aquosa contendo 1,0 x10-3 mol/L de íons cloreto, qual a menor concentração molar de Ag1+ necessária para precipitar AgCl, a 25 °C ?
a) 1,0 x10-10
b) 1,8 x10-10
c) 1,0 x10-7
d) 1,8 x10-7
e) 1,0 x10-3

Resolução

Para o AgCl teríamos a seguinte dissociação...
AgCl     <=>     Ag1+     +     Cl1-
A expressão do produto de solubilidade seria dada por...
Ks=[Ag1+] [Cl1-]
Sabendo que para esta situação Ks = 1,8 x 10-10 e que [Cl1-] = 1,0 x10-3 mol/L podemos calcular a mínima concentração de íons Ag1+ que pode causar a precipitação de AgCl nesta solução.
    Ks= [Ag1+] [Cl1-]
    1,8 x 10-10  =  [Ag1+] . 1,0 x10-3
    [Ag1+]  =  1,8 x 10-10 / 1 x 10-3
    [Ag1+]  =  1,8 x 10-7
    A alternativa correta é a d.

    Exemplo 3


    (ITA) A massa molar do Mg(OH)3 e seu produto de solubilidade em água é 4,6 x 10-24 para 25 °C. Colocando excesso de hidróxido de magnésio sólido em contato com 1,0 litro de água pura, o máximo de Mg(OH)2que irá se dissolver nesse volume de água, a 25 °C, será:
    a) 34,6 x 10-24/4  mol
    b) 34,6 x 10-24  mol
    c) (34,6 x 10-24 / 58,3) g
    d) (4,6 x 10-24 / 4) mol
    e) (4,6 x10-24 . 58,3 / 3) g

    Resolução

    A dissociação do Mg(OH)2 é dada por...
    Mg(OH)2   <=>   Mg2+   +   2 OH1-
    A expressão do produto de solubilidade será dada por...
    Ks = [Mg2+] [OH1-]2
    Chamando a concentração de Mg2+ de x e reconhecendo que a concentração do OH1- é o dobro da de Mg2+, podemos escrever...
    4,6 x 10-24   =   x . (2 x)2
    4,6 x 10-24   =   4 x3
    X3 =  4,6 x 10-24 / 4 
    x = solubilidade do Mg2+ = solubilidade do Mg(OH)2 = 34,6 x 10-24/4  mol/ L
    Como o volume de solução é um litro...
    x = 34,6 x 10-24/4  mol/ L . 1 L  =  34,6 x 10-24/4  mol
    A alternativa correta é a letra a.

    Hidrólise Salina


    é o processo químico em que ocorre a quebra de uma molécula por água. Tal processo pode ser observado tanto em compostos orgânicos como em compostos inorgânicos. A hidrólise salina é a reação entre um sal e a água, podendo provocar alterações de pH na solução final. O cátion ou ânion, ou mesmo os dois, de um sal, dissociados na solução aquosa, reagem com a água dando origem a soluções ácidas, básicas ou neutras, dependendo da força do ácido e da base dos quais o sal envolvido é proveniente. Em termos gerais, podemos dizer que na hidrólise salina ocorre o inverso do processo da reação de neutralização.

    *Lembre-se: a molécula de água é composta por um cátion H+ e um ânion OH-. Quando ocorre hidrólise de cátion, são produzidos íons H+ e quando há hidrólise de ânions, são liberados íons OH-. 

    **Quando o ácido ou base são fortes, eles permanecem dissociados em íons. 

    • Sais de ácidos fortes e bases fracas
    Somente o cátion do sal (proveniente de uma base) se hidroliza, ligando-se à hidroxila (OH-) liberada com a quebra da molécula de água. Dessa forma, o íon H+ ficará livre, dissociado, o que fará com que o pH da solução final fique ácido. Veja a reação de hidrólise do NH4Cl: 
    • Sais de ácidos fracos e bases fortes
    Somente o ânion do sal (proveniente de um ácido) se hidroliza, liberando íons OH-, o que fará com que o pH da solução final fique básico. Veja a reação de hidrólise do Na2CO3:
    • Sais de ácidos fracos e bases fracas
    Tanto o cátion quanto o ânion sofrerão hidrólise. O pH da solução final dependerá da constante de ionização do ácido e da base formados. A solução será ligeiramente ácida se a constante de ionização do ácido for mais alta que a da base, se acontecer o contrário, a solução será ligeiramente básica. Caso as constantes de ionização do ácido e da base sejam equivalentes, a solução resultará neutra. Exemplo:
    Sabendo-se que a constante de ionização do ácido HCN é 5.10-10 e a da base NH4OH é 2.10-5, pode-se concluir que a solução resultante é ligeiramente básica, já que a constante de ionização da base formada é mais alta que a do ácido. 

    • Sais de ácidos fortes e bases fortes
    Neste caso, a hidrólise não ocorre, pois os cátions e ânions reagirão com a água formando os ácidos e bases originais, que, por serem fortes, se dissociarão novamente. Sendo assim, teremos todos os íons separados e a solução permanecerá neutra. Exemplo: 

    Química nossa de cada dia... 

    Os sais formados por um ácido e uma base fortes, bem como os formados por um ácido e uma base fracos, são usados para a formação soluções “tampão”, que são soluções que atenuam a variação do valor do pH, mantendo-o aproximadamente constante. Um dos sistemas tampões mais importante é o do sangue. O seu pH é de aproximadamente 7,4 e alterações nesse valor produzem efeitos na função celular. Um pH sanguíneo menor que 6,8 ou maior que 8 são mortais para o homem.