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T5: Equilibrio químico
Equilibrio de solubilidad
Teoría
2023 · Extraordinaria · Reserva
B2
Examen

Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) En una disolución saturada de CaCOX3\ce{CaCO3} el valor de KsK_s coincide con el valor de [CaX2+]2[\ce{Ca^2+}]^2b) La solubilidad del AgCl\ce{AgCl} en agua se puede aumentar añadiendo NaCl\ce{NaCl} a la disolución.c) Al añadir NaX2SOX4\ce{Na2SO4} a una disolución acuosa saturada de BaSOX4\ce{BaSO4} se forma un precipitado.
SolubilidadEfecto del ion común
a) Verdadero. La sal έέ{CaCO3} se disocia en disolución acuosa estableciendo el siguiente equilibrio de solubilidad:
CaCOX3(s)<=>CaX2+(aq)+COX3X2−(aq)\ce{CaCO3 (s)} <=> \ce{Ca^2+ (aq) + CO3^2- (aq)}
La expresión de la constante del producto de solubilidad (KsK_s) para este equilibrio viene dada por el producto de las concentraciones molares de los iones existentes en la disolución saturada:
Ks=[CaX2+][COX3X2−]K_s = [\ce{Ca^2+}][\ce{CO3^2-}]
Dada la estequiometría 1:11:1 de la sal, por cada mol de έέ{CaCO3} que se disuelve se genera un mol de cada ion, por lo que en el equilibrio [CaX2+]=[COX3X2−][\ce{Ca^2+}] = [\ce{CO3^2-}]. Sustituyendo esta igualdad en la expresión de la constante, se obtiene:
Ks=[CaX2+]⋅[CaX2+]=[CaX2+]2K_s = [\ce{Ca^2+}] \cdot [\ce{Ca^2+}] = [\ce{Ca^2+}]^2
b) Falso. El equilibrio de solubilidad del έέ{AgCl} en agua es el siguiente:
AgCl(s)<=>AgX+(aq)+ClX−(aq)\ce{AgCl (s)} <=> \ce{Ag^+ (aq) + Cl^- (aq)}
Al añadir έέ{NaCl}, que es una sal muy soluble, se produce una disociación completa que libera iones έέ{Cl^-} al medio. Este incremento en la concentración de un ion común provoca, según el Principio de Le Chatelier, que el sistema evolucione desplazando el equilibrio hacia la izquierda (formación de sólido) para consumir el exceso de producto. Este fenómeno disminuye la solubilidad de la sal en lugar de aumentarla.c) Verdadero. El έέ{BaSO4} es una sal poco soluble cuyo equilibrio en disolución saturada es:
BaSOX4(s)<=>BaX2+(aq)+SOX4X2−(aq)\ce{BaSO4 (s)} <=> \ce{Ba^2+ (aq) + SO4^2- (aq)}
Al añadir έέ{Na2SO4}, un electrolito fuerte, aumenta significativamente la concentración de iones sulfato (SOX4X2−\ce{SO4^2-}) en la disolución. Al aumentar la concentración de uno de los productos, el cociente de reacción (QsQ_s) se hace mayor que la constante de solubilidad (KsK_s):
Qs=[BaX2+][SOX4X2−]>KsQ_s = [\ce{Ba^2+}][\ce{SO4^2-}] > K_s
De acuerdo con el Principio de Le Chatelier, el sistema se desplaza hacia la izquierda para restablecer el equilibrio, consumiendo el exceso de iones y favoreciendo la formación de έέ{BaSO4} sólido, lo que se traduce en la formación de un precipitado.