Una disolución saturada de yoduro de plomo(II) (PbIX2) en agua tiene una concentración de 0,56 g⋅L−1. Calcule:
a) El producto de solubilidad, Ks, del yoduro de plomo(II).b) La solubilidad del PbIX2, a la misma temperatura, en una disolución 0,5 M de yoduro de potasio (KI).
Datos: Masas atómicas relativas: I=127; Pb=207
SolubilidadProducto de solubilidad
La masa molar del yoduro de plomo(II), PbIX2, se calcula a partir de las masas atómicas relativas:
a) El producto de solubilidad, Ks, del yoduro de plomo(II).
La solubilidad molar del PbIX2, s, se calcula a partir de la concentración dada en g⋅L−1:
s=461 g⋅mol−10,56 g⋅L−1=1,21×10−3 mol⋅L−1
La ecuación de disolución del PbIX2 en agua es:
PbIX2(s)PbX2+(aq)+2IX−(aq)
Las concentraciones de los iones en el equilibrio, en una disolución saturada, se relacionan con la solubilidad molar s:
[PbX2+]=s=1,21×10−3 M
[IX−]=2s=2×1,21×10−3=2,42×10−3 M
El producto de solubilidad, Ks, se expresa como:
Ks=[PbX2+][IX−]2
Sustituyendo las concentraciones en la expresión de Ks:
Ks=(s)(2s)2=4s3
Ks=4×(1,21×10−3)3=4×1,77×10−9=7,08×10−9
b) La solubilidad del PbIX2, a la misma temperatura, en una disolución 0,5 M de yoduro de potasio (KI).
El yoduro de potasio (KI) es una sal soluble que se disocia completamente en sus iones:
KI(aq)KX+(aq)+IX−(aq)
La disolución de KI aporta una concentración inicial de iones yoduro, IX−, de 0,5 M. Este es el efecto del ion común. Sea s′ la nueva solubilidad molar del PbIX2 en esta disolución.
PbIX2(s)PbX2+(aq)+2IX−(aq)
Inicio00,5
Cambio+s′+2s′
Equilibrios′0,5+2s′
El producto de solubilidad, Ks, se mantiene constante:
Ks=[PbX2+][IX−]2
7,08×10−9=(s′)(0,5+2s′)2
Dado que el valor de Ks es muy pequeño, la solubilidad s′ será mucho menor que 0,5 M. Por lo tanto, se puede despreciar 2s′ frente a 0,5 M:
0,5+2s′≈0,5
Sustituyendo esta aproximación en la expresión de Ks:
7,08×10−9=(s′)(0,5)2
7,08×10−9=s′×0,25
s′=0,257,08×10−9=2,83×10−8 mol⋅L−1
La solubilidad del PbIX2 en la disolución de KI0,5 M es 2,83×10−8 mol⋅L−1.