Constante del producto de solubilidad (Ksp) | Química para no licenciados

Objetivos de aprendizaje

Definir la constante del producto de solubilidad.
Realizar cálculos que impliquen constantes del producto de solubilidad.

No más pesadas

El análisis gravimétrico solía utilizarse para determinar la cantidad de iones presentes en una solución

En una época, una técnica analítica importante era el análisis gravimétrico. Un ion se precipitaba de la solución, se purificaba y se pesaba para determinar la cantidad de ese ion en el material original. Por ejemplo, la medición del Ca 2+ implicaba disolver la muestra en agua, precipitar el calcio como oxalato de calcio, purificar el precipitado, secarlo y pesar el producto final. Aunque este método puede ser muy preciso (los pesos atómicos de muchos elementos se determinaron de esta manera), el proceso es lento, tedioso y propenso a una serie de errores en la técnica. En la actualidad existen métodos más recientes que miden cantidades mínimas de iones de calcio en solución sin el largo y complicado enfoque gravimétrico.

Constante de producto de solubilidad

Los compuestos iónicos tienen solubilidades muy diferentes. El cloruro de sodio tiene una solubilidad de unos 360 g por litro de agua a 25°C. Las sales de los metales alcalinos suelen ser bastante solubles. En el otro extremo del espectro, la solubilidad del hidróxido de zinc es de sólo 4,2 × 10 -4 g/L de agua a la misma temperatura. Muchos compuestos iónicos que contienen hidróxido son relativamente insolubles.

La mayoría de los compuestos iónicos que se consideran insolubles aún se disuelven en pequeña medida en el agua. Estos compuestos «mayormente insolubles» se consideran electrolitos fuertes porque cualquier porción del compuesto que se disuelve también se disocia. Como ejemplo, el cloruro de plata se disocia en una pequeña medida en iones de plata e iones de cloruro cuando se añade al agua.

$text{AgCl}(s) rightleftarrows text{Ag}^+(aq)+text{Cl}^-(aq)$

El proceso se escribe como un equilibrio porque la disociación ocurre sólo en una pequeña medida. Por lo tanto, se puede escribir una expresión de equilibrio para el proceso. Ten en cuenta que el cloruro de plata sólido no tiene una concentración variable y por eso no se incluye en la expresión.

$K_{sp}=$

Esta constante de equilibrio se llama constante del producto de solubilidad , $(K_{sp})$ y es igual al producto matemático de los iones cada uno elevado a la potencia del coeficiente del ion en la ecuación de disociación.

La estequiometría de la fórmula del compuesto iónico dicta la forma de la expresión $K_{sp}$ . Por ejemplo, la fórmula del fosfato de calcio es Ca 3 (PO 4 ) 2 . La ecuación de disociación y la expresión $K_{sp}$ se muestran a continuación:

$text{Ca}_3(text{PO}_4)_2(s) rightleftarrows 3text{Ca}^{2+}(aq)+2text{PO}^{3-}_4(aq) quad K_{sp}=^3^2$

La siguiente tabla enumera las constantes del producto de solubilidad para algunos compuestos iónicos comunes casi insolubles.

Constantes de productos de solubilidad (25°C)
Compuesto	$K_{sp}$	Compuesto	$K_{sp}$
AgBr	5.0 × 10 -13	CuS	8,0 × 10 -37
AgCl	1,8 × 10 -10	Fe(OH) 2	7.9 × 10 -16
Al(OH) 3	3,0 × 10 -34	Mg(OH) 2	7,1 × 10 -12
BaCO 3	5.0 × 10 -9	PbCl 2	1,7 × 10 -5
BaSO 4	1.1 × 10 -10	PbCO 3	7,4 × 10 -14
CaCO 3	4,5 × 10 -9	PbI 2	7.1 × 10 -9	Ca(OH) 2	6,5 × 10 -6	PbSO 4	6,3 × 10 -7
Ca 3 (PO 4 ) 2	1,2 × 10 -26	Zn(OH) 2	3.0 × 10 -16
CaSO 4	2,4 × 10 -5	ZnS	3.0 × 10 -23

Resumen

Se define la constante del producto de solubilidad.
Se ilustran los cálculos que utilizan las constantes del producto de solubilidad.

Práctica

Lee el material en el siguiente enlace y resuelve los problemas al final de la lectura: http://www.tonywhiddon.org/lhs/apchemistry/studyguides/solubility/ksp.htm

Revisión

¿Qué nos dice el $K_{sp}$ ?
¿Cuál de las sales de plomo que aparecen en la tabla anterior es la más soluble?
¿Cuál es el exponente de un ion en la ecuación?

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