TEMA_2

Química Cualitativa

Francisco Dilillo

TEMA 2 Reacciones de precipitación La aparición de una fase sólida en el seno de un líquido, bien por adición de un reactivo que forme un producto insoluble con alguno de los iones de la disolución, o bien por concentración del mismo líquido hasta sobrepasar la saturación, recibe el nombre de precipitación, y se llama precipitado al producto sólido que se ha originado.

Equilibrio de precipitación Solubilidad La solubilidad de una sustancia es la cantidad de esa sustancia que se puede disolver en determinada cantidad de disolvente Un precipitado es la formación de un producto ligeramente soluble como resultado de una reacción química. La identificación del precipitado puede ser ilustrados escribiendo una ecuación iónica neta que quita todo de iones de que no experimentar cambio y únicamente incluye los iones y el precipitado sólido ligeramente soluble que es formado por ellos.

Reglas de solubilidad A fin de identificar la ecuación iónica neta uno tiene que estar familiarizado con un conjunto de reglas conocido como Reglas de Solubilidad. Estas reglas identifican las sales que son solubles y las que son parcialmente. Las reglas también identificar las sales que son insolubles. Todos los nitratos son solubles Todos los acetatos son solubles Todos los cloruros son solubles, con excepción de AgCl, Hg2Cl2 y PbCl2. Todos los bromuros son solubles, con excepción de AgBr, Hg2Br2 PbBr2 y HgBr2. Todos los yoduros son solubles, con excepción de AgI, Hg2I2,PbI2 y HgI2. Todos los sulfatos son solubles, con excepción de CaSO4, SrSO4, BaSO4, Hg2SO4, HgSO4, PbSO4 y Ag2SO4. Todos los carbonatos son insolubles, excepto los del grupo de los alcalinos y el amonio. Todos los fosfatos son insolubles, excepto los del grupo de los alcalinos y el amonio. Todos los hidróxidos son insolubles, con excepción de los alcalinos, Sr(OH)2 y Ba(OH)2 (el Ca(OH)2 es poco soluble).

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Francisco Dilillo

CUADRO DE REGLAS DE SOLUBILIDAD

Elemento Sal

Al

Sb

Ba

Bi

Cd

Ca

Cr

Co

Cu

Au

Fe

Pb

Mg

Mn

Hg

Ni

Ag

Sr

Sn

Zn

Elemento Sal

Acetato C2H3O2-

Acetato C2H3O2-

Arseniato AsO4-3

Arseniato AsO4-3

Bromuro Br-

Bromuro Br-

Carbonato CO3-2

Carbonato CO3-2

Cianuro CN-

Cianuro CN-

Cloruro Cl-

Cloruro Cl-

Cromato CrO4-2

Cromato CrO4-2

Fluoruro F-

Fluoruro F-

Fosfato PO4-3

Fosfato PO4-3

Hidróxido OH-

Hidróxido OH-

Nitrato NO3-

Nitrato NO3-

Oxalato C2O4-2

Oxalato C2O4-2

Sulfato SO4-2

Sulfato SO4-2

Sulfito SO3-2

Sulfito SO3-2

Sulfuro S-2

Sulfuro S-2

Tiocianato SCN-

Tiocianato SCN-

Yoduro I-

Yoduro I-

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Importancia de las reacciones de precipitación en Química Analítica.

Las reacciones de precipitación tienen diversas aplicaciones en el análisis químico. Por enumerar las más importantes: 1. Métodos separativos: en la generalidad de los casos las muestras están constituidas por múltiples Componentes que pueden interferir entre sí en sus respectivas determinaciones. Por eso es común que la etapa determinativa en el análisis de un analito dado sea precedida por su separación respecto de los componentes de la muestra que interfieren. La precipitación del analito problema o delos componentes que interfieren es la más antigua de las técnicas de separación usadas en análisis. 2. Análisis gravimétrico: los métodos gravimétricos consisten en la precipitación del analito de interés bajo la forma de un compuesto insoluble y en alto grado de pureza, su aislamiento por filtración, el secado o calcinación del precipitado y la determinación de su masa. La gravimetría ocupó un lugar fundamental en el desarrollo de la Química Analítica, y si bien ha sido desplazada por métodos volumétricos primero y luego por métodos instrumentales, la gravimetría conserva la ventaja de ser un método absoluto, es decir que la determinación no necesita de patrones de comparación. 3. Volumetría de precipitación: se basa en medir el volumen de solución de un reactivo de concentración conocida necesario para la precipitación total del analito problema disuelto en un dado mvolumen de muestra

Precipitación. Tipos de precipitados. La precipitación de cualquier sustancia ocurre desde sus soluciones sobresaturadas. En el caso de sustancias iónicas esto ocurre cuando el producto de la concentración de los iones en solución es mayor que el Kps del cristal: Q =(A +)ss (B -)ss > Kps = (A + )s (B - )s donde los subíndices s y ss indican las concentraciones en las soluciones saturada y sobresaturada, respectivamente. Q debe ser significativamente mayor que Kps para que la precipitación se inicie. Los precipitados se clasifican en función del tamaño de sus partículas (d) en los siguientes tres tipos: - precipitados cristalinos, d > 0.1 mm. Ejemplo: BaSO4 - precipitados caseosos, 0.1 mm > d > 0.01 mm. Ejemplo: AgCl - precipitados gelatinosos, d < 0.01 mm.. Ejemplo: Fe2O3.nH2O Esta clasificación simple permite efectuar un estudio sistemático de las características de los distintos tipos de precipitado; pero tanto el tamaño como la forma de las partículas de sólido pueden modificarse variando las condiciones en que se produce la precipitación. Precipitados cristalinos Los precipitados cristalinos se forman a partir de un número relativamente pequeño de núcleos de cristalización sobre los cuales se depositan en forma ordenada los iones provenientes de la solución sobresaturada; el crecimiento de cada partícula continúa hasta agotar el material (hasta que la concentración de la solución caiga al valor de saturación) y durante este crecimiento se forman muy pocos nuevos núcleos de cristalización. Una disolución saturada es aquella que no admite más iones en la disolución. Sobresaturación es una situación en la que la concentración de los iones es mayor que la del equilibrio de solubilidad, es una situación inestable o

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metaestable.

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Precipitados caseosos. Las partículas constitutivas de precipitados caseosos y gelatinosos son suficientemente pequeñas como para atravesar los medios de filtración corrientes. Solo se retienen en el filtro si las partículas primarias previamente coagulan para formar grandes agregados o "flóculos. Durante su crecimiento por depósito de iones sobre los núcleos cristalinos, las partículas de todos los precipitados pasan por una etapa en que su tamaño coincide con el de las partículas de los sistemas heterogéneos denominados coloides, y se supone que compartan otras propiedades con los coloides. En algunos precipitados (los cristalinos) las partículas primarias siguen creciendo, en otros (precipitados caseosos y gelatinosos) no superan ese tamaño.

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Precipitados gelatinosos Los precipitados gelatinosos se caracterizan por precipitar reteniendo grandes volúmenes de agua, que pierden gradualmente por evaporación, primero a temperatura ambiente y luego por calcinación a alta temperatura. Sus estructuras químicas son indefinidas hasta que pierden completamente el agua.

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Separaciones por precipitación: Para la resolución exitosa de un problema de separación de varios cationes se requiere un conocimiento completo de las reacciones analíticas de los elementos. En el caso del análisis inorgánico de muestras multicomponentes, la determinación cualitativa de cada componente requiere de un esquema general de separación previa. El trabajo clásico por excelencia fue desarrollado trabajo por Hillebrand (Applied Inorganic Analysis, W. F. Hillebrand, G. E. F. Lundell, H. A. Bright y J. I. Hoffman, Wiley, NY 2 nd . Ed. 1953) y conocido como marcha sistemática del sulfhídrico, se basa en la separación de cationes en grupos por precipitación con distintos reactivos analíticos.Cuando se tiene un sólido en presencia de una disolución, en equilibrio con las especies disueltas, la cantidad o concentración del sólido contenido en la disolución determina su solubilidad, expresándose ésta normalmente en g/l ó mol/l. Dadas dos soluciones se puede predecir cual será el producto que precipitará NaCl + Pb(NO3)2 1.- Escribir las ecuaciones de disociación para ambos compuestos NaCl → Na+ + ClPb(NO3)2 → Pb +2 + 2 (NO3) – 2.- Escribir los cationes y aniones en forma cruzada y en base a la tabla predecir cuales soluble y cual no. Na+ + (NO3) - → NaNO3 soluble Pb +2 + 2 Cl- → Pb Cl2 poco soluble 3.- La ecuación neta seria: Pb +2 + 2 Cl- → Pb Cl2↓ Dadas dos soluciones se puede predecir cual será el producto que precipitará

1.- Escribir las ecuaciones de disociación para ambos compuestos NH4OH → NH4+ + OH – Al(NO3)3 → Al+3 + 3 (NO3)2.- Escribir los cationes y aniones en forma cruzada y en base a la tabla predecir cuales soluble y cual no. NH4 + + NO3- → NH4NO3 soluble

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Francisco Dilillo Al+3 + 3 OH - → Al(OH)3 poco soluble

3.- La ecuación neta seria: Al+3 + 3 OH - → Al(OH)3↓

Constante del Producto de Solubilidad Para un electrolito MA, que se disuelve y se disocia según las siguientes ecuaciones: MA

MA soluble

M+ + A-

Se alcanzará una situación de equilibrio dinámico entre el sólido, la parte soluble no disociada y los iones en disolución. Como la actividad del sólido, bajo determinadas condiciones, es constante, también deberán ser constantes la actividad de la parte soluble no disociada y el producto de las actividades iónicas: M+ · A- = cte. = Kps

MA = cte.

En un proceso de precipitación el equilibrio está caracterizado por la constancia del producto de actividades, a una temperatura fija. La constante Kps recibe el nombre de producto de solubilidad. Producto de solubilidad y solubilidad son dos magnitudes que miden la intensidad de un mismo proceso, el proceso de dilución. Cuando la parte soluble no disociada es pequeña y los iones no están sometidos a reacciones parásitas la relación entre solubilidad y producto de solubilidad es sencilla:

m M+ + n A-

MmAn S

mS

nS

Siendo S la solubilidad que viene dada en moles/litro Kps = [M+]m · [A-]n = (m · S)m · (n · S)n = mm · nn · S(n + m) Por tanto

Calcular la solubilidad molar del AgCl en agua si Kps= 1.76 x 10-10 Ag1Cl1 S

1 Ag+ + 1 Cl1S

1S

Kps = [Ag+]1 · [Cl-]1 = (1 · S)1 · (1 · S)1 = 11 · 11 · S(1 + 1) = 1· S(2)

Por tanto

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Francisco Dilillo

Calcular la solubilidad del PbI2 en agua si Kps= 4 x 10-5 Pb1I2 S

1 Pb+2 + 2 I1S

2S

Kps = [Pb+2]1 · [I-]2 = (1 · S)1 · (2 · S)2 = 11 · 22 · S(1 + 2) = 4· S(3)

Por tanto

Si

Calcular el valor de la constante de solubilidad del yodato de plomo Pb(IO3)2 a 26 ⁰C si su solubilidad molar es 4 x 10 -5. Pb1(IO3)2

1 Pb+2 + 2 IO3-

S

1S

2S

Kps = [Pb+2]1 · [IO3-]2 = (1 · S)1 · (2 · S)2 = 11 · 22 · S(1 + 2) = 4· S(3) Kps = 4· (4 x 10-5)3 Kps = 2.56 x 10-13

Cuál es el valor de Kps para Ag2SO4 si 5.4 g se disuelven en un litro de agua Ag2SO41 S

2 Ag+1 + 1 SO4-2 2S

2S

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Francisco Dilillo Kps = [Ag+1]2 · [SO4-2]1 = (2 · S)2 · (1 · S)1 = 22 · 11 · S(1 + 2) = 4· S(3)

Kps = 4· (1.73 x 10-2)3 Kps = 2.07 x 10-5

Producto de ión En la definición del Kps la expiración de la derecha es conocida como Producto de Ión y se simboliza con la letra Q Kps = [M+]m · [A-]n=Q En la saturación cuando los iones en solución están en equilibrio con el solido de una sal ligeramente soluble este valor del producto de ion Q es constante e igual al Kps Relación

Condición

Observación

Kps > [M+]m · [A-]n

Disolución

Las concentraciones permiten que todo el soluto este disuelto.

Kps = [M+]m · [A-]n

Saturación

Kps < [M+]m · [A-]n

Precipitación

El solido se encuentra en equilibrio con los iones disueltos Hay iones en exceso y se produce la formación de precitado

La concentración del ion Ca+2 en el plasma sanguíneo es 0.0025 M. Si la concentración del ion oxalato es 1 x 10-8 M. ¿Precipitara el oxalato de calcio Ca(C2O4)? Si el Kps = 1.3 x10-9. Ca(C2O4) → Ca+2 + C2O4-2 [Ca+2] · [C2O4-2]=Q [0.0025] · [1 x 10-8]=Q 2.5 x 10-11=Q

Kps 1.3 x 10-9

Relación >

Q 2.5 x 10-11

Conclusión No hay precipitado

El cromato plumboso PbCrO4 se usa como pigmento amarillo en pinturas. Cuando una solución es 5 x10 -4 M de Pb+2 y 5 x 10-5 M de cromato. Usted espera que precipite el cromato plumboso si su Kps es 1.8 x10-14. PbCrO4→ Pb+2 + CrO4-2

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Francisco Dilillo [Pb+2] · [CrO4-2]=Q [5 x10-4] · [5 x 10-5]=Q 2.5 x 10-8=Q

Kps 1.8 x 10-14

Relación

Q 2.5 x 10-8

<

Conclusión Hay precipitado

De igual manera se puede determinar la formación de precipitado por mezcla de dos o más soluciones.

45 ml de BaCl2 0.0015M se agregó a una cubeta que contiene 75 ml de KF 0.0025 M Se formara precipitado si el Kps de la sal poco soluble resultante es 1 x 10-6. BaCl2 → Ba+2 + 2 ClKF →

K

+2

+

F

–

Se determina la sal poco soluble

Ba+2 + 2 F- → BaF2 poco soluble K+ + Cl - → KCl soluble Concentración de antes de mezclar [Ba+2]=0.0015 M Número de milimoles de Ba+2= 0.0015M x 45 ml = 0.0675 milimoles [F-]=0.0025 M Número de milimoles de F-= 0.0025M x 75 ml = 0,1875 milimoles Concentración de después de mezclar [Ba+2]= Número de milimoles de Ba+2/Volumen total = 0.0675 milimoles/ (45+75)ml=0,0005625 M [F-]= Número de milimoles de F- /Volumen total = 0.1875 milimoles/ (45+75)ml= 0,0015625 M BaF2↓ → Ba+2 + 2 F [Ba+2] · [F -]2 =Q [0,0005625] · [0,0015625]2=Q 1.37 x 10-9=Q Kps 1 x 10-6

Relación >

Q 1.37 x 10-9

Conclusión No hay precipitado

Se mezclan volúmenes iguales de soluciones de Pb+2 6 x 10-3 M y 2 x 10-4 de I-. Se formara precipitado si el Kps del PbI2 es 2.6 x 10-13. Concentración de antes de mezclar

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[Pb+2]=6 x 10-3 M Número de milimoles de Pb+2= 6 x 10-3 M x V ml = 6 x 10-3 V milimoles [I-]=2 x 10-4 M

Número de milimoles de I-= 2 x 10-4 M x V ml = 2 x 10-4 V milimoles

Concentración de después de mezclar [Pb+2]= Número de milimoles de Pb+2/Volumen total = 6 x 10-3 V milimoles/ (V+V)ml= 3 x 10-3 M [I-]= Número de milimoles de I- /Volumen total = 2 x 10-4 V / (V+V)ml= 1 x 10-4 M PbI2↓ → Pb+2 + 2 I [Pb+2] · [I -]2 = Q [3 x 10-3] · [1 x 10-4]2= Q 3 x 10-11= Q Kps 2.6 x 10-13

Relación

Q 3x 10-11

<

Conclusión Hay precipitado

¿Se formará precipitado al mezclar 100 mL de disolución 2 x 10-3 M de nitrato de plomo (II) con 100 mL de disolución 2 x 10-3 M de yoduro de sodio? Kps (yoduro de plomo) = 8,3 x 10-9. Concentración de antes de mezclar [Pb+2]=6 x 10-3 M Número de milimoles de Pb+2= 2 x 10-3 M x 100 ml = 2 x 10-1 milimoles [I-]=2 x 10-4 M

Número de milimoles de I-= 2 x 10-3 M x 100 ml = 2 x 10-1 milimoles

Concentración de después de mezclar [Pb+2]= Número de milimoles de Pb+2/Volumen total = 2 x 10-1 milimoles/ (100+100)ml= 1 x 10-3 M [I-]= Número de milimoles de I- /Volumen total = 2 x 10-1 / (100+100)ml= 1 x 10-3 M PbI2↓ → Pb+2 + 2 I [Pb+2] · [I -]2 = Q [1 x 10-3] · [1 x 10-3]2= Q 1 x 10-9= Q Kps 8.3 x 10-9

Relación >

Q 1 x 10-9

Conclusión No hay precipitado

Se añaden 10 g de carbonato de plata (M = 274g/mol) a 250 mL de agua. Una vez establecido el equilibrio ¿cuántos gramos de carbonato de plata se encontrarán disueltos? Kps=8,00 x 10-12.

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Francisco Dilillo

Ag2CO31

1 Ag+ + 1 CO3-2

S

2S

1S

Se determina la concentración

Q = [Ag+]2 · [CO3-2]1 = (2 · S)2 · (1 · S)1 = 22 · 11 · S(2 + 1) = 4· S(3) Q = 4 x (0.146)3 = 0,0124 Kps 8 x 10-12

Relación

Q 0.0124

<

Conclusión Hay precipitado

Se determina la masa m = M x V x PM m = 1.26 x 10-4 x 0 .25 x 274=8.63 x 10-3 g de carbonato de plata El Kps AgCl = 1,2 x 10−10. Hallar la concentración de todos los iones en una disolución obtenida al mezclar 50ml de nitrato de plata (M = 169g/mol) 0,4 M con 50 ml de cloruro de aluminio (M = 133,5g/mol) 0,5 M. Y la masa de AgCl (M = 142.5g/mol) precipitada. Concentración de antes de mezclar [Ag+]=0.4 M Número de milimoles de Ag+= 0.4 M x 50 ml = 20 milimoles [CI-]=1.5 M Número de milimoles de CI-= 1.5 M x 50 ml = 75 milimoles Concentración de después de mezclar [Ag+]= Número de milimoles de Ag+/Volumen total = 20 milimoles/ (50+50)ml= 0.2 M [CI-]= Número de milimoles de CI- /Volumen total = 75 / (50+50)ml= 0.75 M AgCI↓ → Ag++ CI [Ag+] · [CI -] = Q [0.2] · [0.75] = Q 0.15= Q

Kps 1.2 x 10-10

Relación <

Q 0.15

Conclusión Hay precipitado

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Francisco Dilillo Ion

Cálculo

Concentración

Ag+

1,095 x 10-5 M

Al+3

0.5 x 50/100

0.25 M

CI-

1,095 x 10-5 M

NO3-

0.4 x 50/100

0.2 M

Estequiometricamente

Inicial Final

Ag+ 1 mol 0.02 0

+

Ion

CI1 mol 0.075 0.055

→

Cálculo

Ag+

AgCl 1 mol 0 0.02

Concentración 1,095 x 10-5 M

Al+3 0.5 x 50/100 0.25 M CI(0.055/0.1)+ 1,095 x 10-5 0.55 M NO3 0.4 x 50/100 0.2 M La masa será: m = # moles x PM = 0.02 x 142.5 =2.85 g AgCl

Si mezclamos 10 mL de disolución de BaCl2 0,1 M con 40 mL de disolución de Na2SO4 0,025 M. Cuales serán las concentraciones de Ba+2 y SO4-2 después de la precipitación? Kps(BaSO4) = 1,5.10-9 Concentración de antes de mezclar [Ba+2]=0.1 M Número de milimoles de Ba+2 = 0.1 M x 10 ml = 1 milimol [SO4-2]=0.025 M

Número de milimoles de SO4-2 = 0.025 M x 40 ml = 1 milimol

Concentración de después de mezclar [Ba+2]= Número de milimoles de Ba+2 /Volumen total = 1 milimol/ (10+40)ml= 0.02 M [SO4-2]= Número de milimoles de SO4-2 /Volumen total = 1 milimol / (10+40)ml= 0.02 M BaSO4↓ → Ba+2 + SO4-2 [Ba+2] · [SO4-2] = Q [0.02] · [0.02] = Q 4 x 10-4= Q

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Francisco Dilillo

Kps 1.5 x 10-9

Relación

Q 4 x 10-4

<

Ion

Cálculo

Conclusión Hay precipitado

Concentración

Ba+2

3.87 x 10-5 M

SO4-2

3.87 x 10-5 M

Suponer que mezclamos 10 mL de una disolución de Mg(NO3)2 0,25 M y 25 ml de una disolución de NaF 0,2 M. Cual será la concentración de Mg+2 y F- en la disolución final? Kps(MgF2) = 8 x 10-8 Concentración de antes de mezclar [Mg+2]=0.25 M Número de milimoles de Mg+2 = 0.25 M x 10 ml = 2.5 milimoles [F-]=0.2 M

Número de milimoles de F- = 0.2 M x 25 ml = 5 milimoles

Concentración de después de mezclar [Mg+2]= Número de milimoles de Mg+2 /Volumen total = 2.5 milimoles/ (10+25)ml= 7.14 x 10-2 M [F-]= Número de milimoles de F- /Volumen total = 5 milimoles / (10+25)ml= 1.43 x 10-1 M MgF2↓ → Mg+2 + 2 F[Mg+2] · [F-]2 = Q [7.14 x 10-2] · [1.43 x 10-1]2 = Q 1.46 x 10-3= Q Kps 8 x 10-8

Relación

Q 1.46 x 10-3

<

Ion

Cálculo

Conclusión Hay precipitado

Concentración

Mg+2

2,71x 10-3 M

F-

5.43 x 10-3 M

Se mezcla un volumen de 75 ml de NaF 0.060 M con 25 ml de Sr(NO 3)2 0.05 M . Calcule las concentraciones de NO3-, Na+, Sr2+, F- en la disolución final, sabiendo que el producto de solubilidad del SrF2 es 2.0 x 10 -10.

Química Cualitativa

Francisco Dilillo

Concentración de antes de mezclar [Sr+2]=0.05 M Número de milimoles de Sr+2 = 0.05 M x 25 ml = 1.25 milimoles [F-]=0.06 M

Número de milimoles de F-= 0.06 M x 75 ml = 4.5 milimoles

Concentración de después de mezclar [Sr+2]= Número de milimoles de Sr+2/Volumen total = 1.25 milimoles/ (25+75)ml= 0.0125 M [F-]= Número de milimoles de F- /Volumen total = 4.5 / (25+75)ml= 0.045 M Sr+2CI↓ → Sr+2+ 2 F [Sr+2] · [F -]2 = Q [0.0125] · [0.045]2 = Q 2,53 X 10-5= Q

Kps 2 x 10-10

Relación

Q 0.15

<

Ion

Cálculo

Concentración

Sr+2

3.68 x 10-4 M

Na+

0.06 x 75/100

0.045 M

F-

3.68 x 10-4 M

NO3Sr+2 Inicial Final

2 x 0.05 x 25/100

+ 1 mol 0.0125 0

Ion

2 F2 mol 0.045 0.020

0.025 M

→

Cálculo

Sr+2 Na+ FNO3-

Conclusión Hay precipitado

SrF2 1 mol 0 0.0125

Concentración 3.68 x 10-4 M

0.06 x 75/100 (0.02/0.1)+ 3.68 x 10-4 2 x 0.05 x 25/100

0.045 M 5.68 x 10-4 M 0.025 M

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Francisco Dilillo

Se preparan dos soluciones una de sulfato de zinc y la otra de carbonato de sodio en ambas soluciones se disuelven 0,03 g de sal en 500 ml de agua. Si se mezclan ambas soluciones se formara precipitado si el Kps de la sal poco soluble es 1.46 x 10-10.

Concentración de antes de mezclar [Zn+2]=3.73 x 10-4 M Número de milimoles de Zn+2 = 3.73 x 10-4 M x 500 ml = 0.186 milimoles [CO3-2]= 5.66 x 10-4 M

Número de milimoles de CO3-2= 5.66 x 10-4 M x 500 ml = 0.283 milimoles

Concentración de después de mezclar [Zn+2]= Número de milimoles de Zn+2/Volumen total = 0.186 milimoles/ (500+500)ml= 1,86 x 10-4 M [CO3-2]= Número de milimoles de CO3-2 /Volumen total = 0.283 / (500+500)ml= 2.83 x 10-4 M ZnCO3↓ → Zn+2+ CO3-2 [Sr+2] · [CO3-2] = Q [1,86 x 10-4] · [2.83 x 10-4] = Q 5,28 X 10-8= Q Kps 1.4 x 10-10

Relación <

Q 5,28 X 10-8

Conclusión Hay precipitado

Que concentración deberá tener 20 ml de una solución de cloruro ferroso para poder formar precipitado cuando se añade 25 ml de una solución de carbonato de sodio 3.3 x 10-6 M, si el Kps de carbonato ferroso es 3.13 x 10-11. Concentración de antes de mezclar [CO3-2]= 3.3x 10-6 M

Número de milimoles de CO3-2= 3.3 x 10-6 M x 25 ml = 8.25 x 10-5 milimoles

Concentración de después de mezclar [CO3-2]= Número de milimoles de CO3-2 /Volumen total = 8.25 x 10-5 milimoles / (20+25)ml= 1.83 x 10-6 M FeCO3↓ → Fe+2+ CO3-2 [Fe+2] · [CO3-2] = Q [X] · [1.83 x 10-6] = Q

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Francisco Dilillo X 1.83 x 10-6= Q

Kps 3.13 x 10-11

Relación <

Q X 1.83 x 10-6 -11 3.13 x 10 [Fe+2] x Volumen total = (20+25)ml x 1,69 x 10-5 M=7,60 x 10-4milimoles [Fe+2]> Número de milimoles de Fe+2/ volumen = 7.6 x 10-4 M /20 ml = 3.8 x 10-5M.

Que concentración deberá tener 5 ml de una solución de nitrato de plumboso para formar precipitado si se añade 1 ml de solución de tiocianato de potasio 1.3 x 10-9 M. La solubilidad del tiocianato de plumboso es 7.18 ppm.

Kps = [Pb+2]1 · [CNS-]2 = (1 · S)1 · (2 · S)2 = 11 · 22 · S(1 + 2) = 4· S(3) Kps = 4(2.2 x 10-5)3 = 4.26 x 10-14 Concentración de antes de mezclar [CNS-]= 1.3 x 10-9 M

Número de milimoles de CNS-= 1.3 x 10-9 M x 1 ml = 1.3 x 10-9 milimoles

Concentración de después de mezclar [CNS-]= Número de milimoles de CNS-/Volumen total = 1.3 x 10-9 milimoles / (5+1)ml= 3.05 x 10-10 M Pb(CNS)2↓ → Fe+2+ 2 CNS[Fe+2] · [CNS-]2 = Q [X] · [3.05 x 10-10]2 = Q X 3.05 x 10-10 = Q

Kps 4.26 x 10-14

Relación

Q < X 3.05 x 10-10 4.26 x 10-14 [Pb+2] x Volumen total = (5+1)ml x 1,4 x 10-4 M=8,40 x 10-4milimoles [Pb+2]> Número de milimoles de Pb+2/ volumen = 8,4 x 10-4 M /5 ml = 1.68 x 10-4M.

Química Cualitativa

Francisco Dilillo

PRACTICA#2 1.- Hallar la solubilidad del PbF2 en una disolución 0,2 M de nitrato de plomo (II). Kps(PbF2) = 4 x 10−8 Resp. 0.057 g/l de fluoruro plumboso. 2.- A 25 °C, la solubilidad del fluoruro de bario en agua es 1,300 g/l. Calcule a esta temperatura: La solubilidad del fluoruro de bario expresada en mol /l. La constante producto de solubilidad (Kps) del fluoruro de bario. La solubilidad del fluoruro de bario, expresada en mol /l, en una disolución acuosa 0,500 M de fluoruro de sodio. DATOS: Masas atómicas: F = 19,00; Ba = 137,3. 3.- El cloruro de plata es una sal insoluble que tiene una Kps (25 °C) = 2,8 x 10-10 Calcule la solubilidad, expresada en mol/l del cloruro de plata a 25 °C. 4.- Calcula los productos de solubilidad de los siguientes compuestos: a) SrF2 siendo su solubilidad 7.3 x 10-2 g/l b) Ag3PO4 siendo su solubilidad 6,7 x 10-3 g/l. 5.- A partir de las solubilidades que se indican calcular los Kps de los compuestos: Compuesto AgCl Fe(OH)3 Ag2(CrO4) Pb3(PO4)2 Ag2S AgI Hg2I2

PM(g/mol) 143,34 106,87 331,96 811,59 247,76 234,80 655,06

Solubilidad 1,33 x 10-5 mol/l 3,8 x 10-6 mg/100ml 2,24 mg/100ml 1,2 x 10-4 mg/100ml 1,1 x 10-13 mg/100ml 1,07 x10-6 g/500 ml 3,04 x 10-7 g/l

Kps

6.- Tratando de disolver sulfato de bario en agua, vemos que en 187 mL se disuelven 0,0017 g de sulfato. ) Cual es la Kps del sulfato de bario. Rt/ Kps(BaSO4) = 1,5 x 10-9 7.-Cual será la Kps del AgCl, sabiendo que en 187 mL de disolución saturada de AgCl hay 3,5 x 10-4 g del cloruro. Rt/ Kps(AgCl) = 1,7 x 10-10 8.-Para obtener una disolución saturada de fluoruro de calcio disolvemos 6,8 x 10-3 g de CaF2 en 0,250 litros de agua .Calcular la Kps del fluoruro. Rt/ Kps(CaF2) = 1,7 x 10-10 9.- Calcular la Kps del BaF2 sabiendo que en 15,0 mL de agua se disuelven como máximo 0,048 g de BaF2 . Rt/ Kps(BaF2) = 2,4 x 10-5 10.- Sabiendo que la Kps del BaSO4 es 1,5 x 10-9. Cuantos gramos de sulfato de bario pueden disolverse en 1000 litros de agua. Rt/ x = 9,1 g 11.-Dado que la Kps del Ag2CrO4 es 1,9 x 10-12 , calcular cuantos gramos de cromato de plata se disuelven en 5,6 litros de agua. Rt/ x = 0,145 g 12.Dado que el Kps del BaSO4 es 1,5 x 10-92 . ) Se formará precipitado al mezclar 10 ml de disolución de BaCl2 0,01 M con 30 mL de disolución de Na2SO4 0,005 M.?Rt/ Si 13.La Kps del SrSO4 es 7,6 x 10-7. ) Habrá precipitación al mezclar 25 mL de disolución de SrCl2 0,001 M con 15 mL de disolución de Na2SO4 0,002 M.?Rt/ No 14.Precipitará BaF2 si se mezclan 20 ml de disolución de BaCl2 0,01 M con 30 mL de disolución de NaF 0,01 M.? Kps(BaF2) = 2,4.10-5Rt/ No 15.- Una disolución saturada de tetraoxofosfato (V) de plata, contiene 3,4 x 10−5 moles por litro de ion fosfato. Calcula el producto de solubilidad de dicha sal. R// 3,61 x 10−17 16.- Para preparar 250 ml de disolución saturada de bromato de plata se usaron 1,75 g de esta sal. Hallar el Kps del bromato de plata.(Ar:Br=80 Ag=107,87 O=16) R//9 x 10−4 17.- Escribir la expresión del producto de solubilidad de las siguientes sales: a) AgCl b) Hg2Cl2 c) Pb3(AsO4)2

Química Cualitativa

Francisco Dilillo

d) sulfato de bario e) hidróxido de hierro (III) f) fosfato cálcico 18.- Un litro de disolución saturada de oxalato cálcico, CaC2O4, se evapora totalmente y da un residuo sólido de 0.0061 g. Calcular el producto de solubilidad del oxalato cálcico. 19.- Experimentalmente se obtiene que el yoduro de plomo (II) se disuelve en una proporción de 6 x 10-4 moles en 0.5 L de agua a 25ºC. Calcular su producto de solubilidad. 20.- El arseniato plumboso, que a veces se utiliza como insecticida, es muy poco soluble en agua. Calcular su producto de solubilidad sabiendo que se disuelve a razón de 3 x 10-5 g/L. 21.- El producto de solubilidad del cromato de plata vale 9 x 10-12. Calcular la solubilidad de la sal en g/100 mL. 22.- La fluorita es un mineral compuesto por fluoruro de calcio. Calcular su solubilidad en g/L sabiendo que su producto de solubilidad es 3 x 9⋅10-11. 23.- La concentración de iones calcio en el plasma sanguíneo es 0.0025 mol/L. Si la concentración en iones oxalato es 10-7 M, ¿habrá precipitación? [Dato: KPS (CaC2O4) = 2.27 x 10-9]. 24.- Cuando se mezclan 50 mL de cloruro de bario 10-3 M con 50 mL de sulfato sódico 10-4 M, ¿se formará precipitado? [Dato: KPS (BaSO4) = 1.1 x 10-10]. 25.- ¿Cuántos moles de cloruro de calcio se pueden añadir (como máximo) a 1.5 L de sulfato de potasio 0.02 M antes de observar la precipitación del sulfato de calcio? [Dato: KPS (CaSO4) = 2.4 x 10-5]. 26.- Se mezclan 50 mL de cloruro de bario 10-3 M con 50 mL de sulfato de sodio 10-4 M. ¿Cuál será la concentración residual de iones sulfato en la disolución después de la precipitación? ¿Cuál será el porcentaje de sulfato no precipitado? [Dato: KPS (BaSO4) = 1.1 x 10-10]. 27.- Cuando se añaden 25 mL de nitrato de plata 0.1 M a 25 mL de cromato de potasio 0.1 M, ¿cuál será la concentración y el porcentaje de iones plata en disolución después de la precipitación del cromato de plata? [Dato: KPS (Ag2CrO4) = 9.0 x 10-12]. 28.- ¿Cuál será la concentración final de todos los iones en una disolución que contiene 1.5 x 10-2 moles de nitrato de estroncio y 3.0⋅10-3 moles de fluoruro de sodio en 0.2 L de disolución? [Dato: KPS (SrF2) = 7.9 x 10-10].