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
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Produto de solubilidade
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AgCl
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1,8 x 10-10
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AgBr
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3,3 x 10-13
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AgI
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1,5 x 10-16
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AgCN
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1,2 x 10-13
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AgCNS
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1,0 x 10-12
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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) 3√4,6 x 10-24/4 mol
b) 3√4,6 x 10-24 mol
c) (3√4,6 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 = 3√4,6 x 10-24/4 mol/ L
Como o volume de solução é um litro...
x = 3√4,6 x 10-24/4 mol/ L . 1 L = 3√4,6 x 10-24/4 mol
A alternativa correta é a letra a.
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