T5: Equilibrio químico

Equilibrio de solubilidad

Cuestión

2022 · Ordinaria · Titular

El hidróxido de cobre(II), $\ce{Cu(OH)2}$ , es una sal muy poco soluble en agua.

a) Escriba su equilibrio de solubilidad.b) Exprese

K_s

en función de la solubilidad.c) Razone cómo afectará al equilibrio la adición de

\ce{NaOH}

SolubilidadProducto de solubilidadEfecto ion común

a) El equilibrio de solubilidad del hidróxido de cobre(II) es un equilibrio heterogéneo que se establece entre la fase sólida y sus iones constituyentes en disolución acuosa saturada:

\ce{Cu(OH)2 (s)} <=> \ce{Cu^{2+} (aq) + 2 OH- (aq)}

b) Para expresar la constante de solubilidad

K_s

en función de la solubilidad molar

s

, planteamos la siguiente tabla de concentraciones en el equilibrio:

\begin{array}{lccccc} & \ce{Cu(OH)2 (s)} & \rightleftharpoons & \ce{Cu^{2+} (aq)} & + & 2 \ce{OH- (aq)} \ \text{Inicio} & \text{exceso} & & 0 & & 0 \ \text{Equilibrio} & \text{exceso} & & s & & 2s \end{array}

La expresión matemática del producto de solubilidad para esta sal es:

K_s = [\ce{Cu^{2+}}] \cdot [\ce{OH-}]^2

Sustituyendo las concentraciones molares en el equilibrio en función de $s$ :

K_s = (s) \cdot (2s)^2 = s \cdot 4s^2 = 4s^3

c) El hidróxido de sodio (

\ce{NaOH}

) es un electrolito fuerte que en disolución acuosa se disocia de forma completa:

\ce{NaOH (s)} -> \ce{Na+ (aq) + OH- (aq)}

La adición de $\ce{NaOH}$ provoca un aumento inmediato en la concentración de iones hidroxilo ( $[\ce{OH-}]$ ) en el medio. Según el Principio de Le Chatelier, cuando se produce una perturbación en un sistema en equilibrio (en este caso, un aumento de la concentración de uno de los productos), el sistema evoluciona desplazando el equilibrio en el sentido que tienda a contrarrestar dicha perturbación.Por tanto, el equilibrio de solubilidad del $\ce{Cu(OH)2}$ se desplaza hacia la izquierda, favoreciendo la formación de precipitado sólido. Como resultado, la solubilidad molar ( $s$ ) del hidróxido de cobre(II) disminuye debido al efecto del ion común.