BAC2 - Química

A 25 ^oC a solubilidade en auga do bromuro de calcio é 2,0⋅10^-4 M.
6.1. Calcule Kps para o sal á devandita temperatura.

6.2. Calcule a solubilidade do CaBr₂ nunha disolución acuosa 0,10 M de NaBr considerando que este sal está totalmente disociado.

6.3. Explique razoadamente se aparecerá algún tipo de precipitado se engadimos sobre unha disolución de NaBr 10^-3 M sobre outra disolución de CaS da mesma concentración e do mesmo volume. Considere que ambas as disolucións están totalmente disociadas e que os volumes son aditivos.

6.1.

O primeiro que temos que facer é escribir o noso equilibrio, tendo en conta os coeficientes estequiométricos dos ións para o cálculo de Kp2. Así:

CaBr₂ (s) ⇄ Ca²⁺(ac) + 2Br^-(ac)             Kps = [Ca²⁺][Br^₋]²

                       s              2s

Como temos o dato da solublidade do bromuro en mol/L, simplemente substituímos na expresión de Kps. Se o problema nos dese o dato da solubilidade do sal en g/L teriamos que pasalo primeiro a mol/L.

Kps=[Ca²⁺][Br_⁻]²=s.(2s)²=4s³=4.(2,0.10⁻⁴)³=3,2.10⁻¹¹

6.2.

Aquí temos o típico exercicio do efecto do ión común, onde podemos comprobar como diminúe a solubilidade dun sal calquera cando en vez de disolvérmolo en auga, disolvémolo nunha disolución doutro sal que ten un ión en común co noso.

Nestes exercicios, imos supor -vano dicir no enunciado normalmente- que o sal que causa o eecto do ión común, neste caso o NaBr, está totalmente disociado e polo tanto a concentración do ión que nos interesa, neste caso  o ión bromuro, é igual á do sal:

NaBr(s) → Na⁺(ac) + Br^-(ac) polo que [Br^-]=0,1M

Despois debemos volver escribir o equilibrio de solublidade do noso sal, tendo en conta que a solublidade variou -de feito, é o que imos calcular ;-) - polo que poremos s' en vez de s e teremos en conta a concentración de ión bromuro, o ión común, que nos dá a disolución de NaBr:

CaBr₂ (s) ⇄ Ca²⁺(ac) + 2Br^-(ac)             Kps = [Ca²⁺][Br^₋]²

                       s'            0,1 + 2s'

Só nos queda substituír na expresión, tendo en conta que imos sempre facer a simplificación que comentamos na aula: 2s′+0,1 ≅ 0,1

Kps = [Ca²⁺][Br⁻]² = s′.(2s′+0,1)² ≅ s′.(0,1)²→ s´= Kps/(0,1)² = 3,2.10⁻¹¹/(0,1)² = 3,2.10⁻⁹𝑀

Podemos comprobar como a nova solublidade é efectivamente moito menor, da orde de 10^-9 fronte a inicial de 10^-4.

6.3.

Neste último apartado teremos que calcular o Produto iónico, Q, e comparalo con Kps para decidir se aparece ou non precipitado.

Temos 2 disolucións, de NaBr e de CaS, ambas de concentración 10^-3M, do mesmo volume e totalmente disociadas. Polo tanto,

NaBr(s) → Na⁺(ac) + Br^-(ac) polo que [Br^-] = 10^-3M

CaS(s) → Ca²⁺(ac) + S^2-(ac) polo que [Ca²⁺] = 10^-3M

IMPORTANTE! Tede en conta que estas son as concentracións dos ións antes de que xuntemos as dúas disolucións, polo que temos que calcular a concentración que terán despois de xuntar as disolucións. Neste exercicio, non temos o dato dos volumes que adicionamos, só sabemos que ambas as disolucións teñen o mesmo volume. 

Polo tanto, as concentracións dos ións bromuro e calcio, unha vez que adicionemos as 2 disolucións, serán a metade das iniciais. Isto é así porque, ao xuntarmos as disolucións o volume é o dobre, lembrade que o consideramos aditivo. Así,

[Br^-] = 5.10^-4M e [Ca²⁺] = 5.10^-4M

Así o produto iónico será:

CaBr₂ (s) ⇄ Ca²⁺(ac) + 2Br^-(ac)            

Q =  [Ca²⁺] . [Br^-]² = 5.10^-4M . (5.10^-4)² = 125.10^-12 = 1,25.10^-10

Como 1,25.10^-10 > 3,2.10⁻¹¹ → Q > Kps e podemos afirmar que aparecerá precipitado.