Práctica de equilibrio de solubilidad

1)       Introducción

Muchos análisis químicos, tanto cualitativos como cuantitativos, se realizan por precipitación de ciertas sales.

La mayoría de las sales son bastante solubles en agua, pero existen también muchas que tienen una solubilidad muy pequeña, prácticamente insolubles para muchos efectos.

Las sales muy poco solubles son las que poseen en general, mayores energías reticulares y menores energías de hidratación. Por eso su proceso de disolución se hace lento y dificultoso. De tal manera que, aun siendo la concentración de sus iones disueltos muy pequeña, la velocidad con la que estos se recristalizan se iguala al de la disolución, que es muy pequeño. Esto significa que la disolución se satura en cuanto se disuelve una cantidad muy pequeña de sal, por lo que se dice que la sal es insoluble.

Cuando se mezclan dos disoluciones, conteniendo cada una de ellas uno de los iones de un compuesto insoluble, se produce la precipitación de éste instantáneamente, como ocurre, por ejemplo, al mezclar una disolución de una sal soluble de cadmio con otra de un sulfuro soluble.

Así mismo, si a una disolución de BaCl₂ se añade otra de K₂SO₄ se forma un precipitado blanco de BaSO₄:

Los iones de potasio y cloruro quedan como estaban, hacen el papel de iones espectadores, sin intervenir en la reacción.

Hablando con rigor, no se puede decir que una sal sea completamente insoluble. En algunas sales más insolubles, existe un equilibrio entre la sal sólida sin disolver y sus iones en disolución.

Así, en el ejemplo anterior, después de producirse el precipitado, se establece el siguiente equilibrio:

En las sales llamadas insolubles, este equilibrio está casi totalmente desplazado hacia la izquierda. Teniendo en cuenta que la concentración de sal sólida, sin disolver, es constante, se puede escribir:

Donde K_s es la llamada constante de producto de solubilidad ó producto de solubilidad.

Llamando Q al producto de las concentraciones, cuando estas no son las de equilibrio, tendremos:

En general, si tenemos dos disoluciones separadas, conteniendo una iones Ba²⁺ y la otra iones SO₄^2-, al mezclarlas:

No se formará precipitado si:  .

Se formará precipitado si:  .

Un valor muy pequeño de K_s significa que, en el equilibrio, las concentraciones de los iones deben ser muy bajas y, por lo tanto, la solubilidad muy pequeña.