Buongiorno, in questo video parleremo di solubilità e KPS o prodotto di solubilità. Il prodotto di solubilità è una costante, nei vostri libri trovate le tabelle con questi costanti, che ci permettono di capire se un composto è tanto o poco solubile. Ma prendiamo i sali.
I sali solitamente sono elettroliti forti e dissociano completamente se li mettiamo in acqua. Esistono però dei sali. che sono, pur essendo elettroliti forti, poco solubili in acqua. E questi sali sono proprio quelli che presentano un prodotto di solubilità, una KPS, molto bassa.
Prendiamo un esempio. Un esempio di questo tipo di sali è sicuramente il cloruro di argento. Lo trovate anche in molti testi l'esempio con il cloruro di argento.
Quindi, il cloruro di argento, formula AgCl, nel momento in cui viene posto in acqua e si dissocia, nei suoi ioni componenti che sono Ag+, e Cl-. Ora, AgCl è solido, mentre Ag+, sarà acquoso, e Cl- sarà acquoso. Ora, mano a mano che passa il tempo e che si formano gli ioni Ag+, e Cl-, questi ioni, aumentando di concentrazione come prodotti, tendono a riformare il cristallo iniziale.
Per cui la reazione è una reazione che avviene anche in questa direzione, cioè con Ag± e Cl- che va a riformare il cloruro di argento. Ora, quello che accade effettivamente ci fa vedere come si instaura una relazione di equilibrio, cioè quando il numero di ioni che passa in soluzione, quindi nel nostro caso Ac± e Cl- è uguale al numero di ioni che va a riformare il cristallo, cioè il cloruro di argento, A quel punto la soluzione è una soluzione satura e ci troviamo in una condizione di equilibrio. Una soluzione satura, ricordate, è quella che contiene la massima quantità di soluto disciolto. Abbiamo detto che siamo in una condizione di equilibrio e quindi possiamo andare anche ad applicare le leggi dell'equilibrio. Quando noi abbiamo la costante di equilibrio, ricordiamoci questa è data dalle concentrazioni dei prodotti, t elevati al loro coefficiente stechiometrico, ma nel nostro caso Ag più per Cl meno fratto AgCl.
Ora nel nostro caso AgCl è costante, è solido e viene inglobato nella costante di equilibrio. Quindi quello che noi otteniamo e che solitamente usiamo è una costante di equilibrio che ha inglobato il valore della concentrazione del solido è diventato Kps e quindi è dato da Ag più e Cl meno. Ecco quindi che la nostra Kps, o chiamata anche prodotto di solubilità di un composto in generale, nel nostro caso di questo sale che è il cloruro di argento, ad una data temperatura, solitamente nelle costanti si parla di 25°C, è il prodotto delle concentrazioni dei suoi ioni in una soluzione. satura, che contiene quindi la massima quantità di soluto disciolto, elevata ciascuno al proprio coefficiente stechiometrico.
Ecco quindi quello che è la nostra KPS o prodotto di solubilità. Ecco che se la nostra KPS è molto elevata significa che la sostanza è molto solubile, quindi che si tende a dissociare e quindi l'equilibrio è spostato verso i prodotti. verso destra.
In caso contrario, come nel caso di un sale poco solubile con una costante, con una kps molto bassa, abbiamo che la reazione è spostata verso i reagenti, cioè verso sinistra. Ma andiamo un attimo a vedere che cosa ci chiedono solitamente gli esercizi con la solubilità e il prodotto di solubilità o anche kps. Quello che ci viene chiesto solitamente è, ad esempio, calcolare qual è la solubilità molare del cloruro di argento in acqua a 25°C data la Kps, che è nel nostro caso 1,77 per 10 alla meno 10. Intanto definiamo la solubilità molare. La solubilità molare, che si indica con S piccolo, minuscolo, è data dalle moli di prodotto in un litro di soluzione satura.
Quindi cosa dovremmo fare? Prima cosa dovremmo andare. a fare la reazione di dissociazione del nostro composto.
Quindi AgCl, che abbiamo detto essere un sale poco solubile, solido, si dissocia e abbiamo una reazione comunque che in due direzioni, in Ag più acquoso più Cl meno acquoso. A questo punto dobbiamo inserire sotto la forma dissociata tante S che sono gli indicatori della solubilità molare, quanti sono gli ioni presenti. Quindi metteremo, nell'altro caso, un S qui e un S qui. A questo punto noi possiamo riscrivere, scrivere la nostra Kps.
La nostra Kps, che nel nostro caso è 1,77 per 10 alla meno 10, sarà data da Il prodotto tra Ag più, elevato al suo coefficiente stechiometrico, che nel nostro caso è 1, per Cl meno sempre 1. Quindi se noi dobbiamo riscrivere questo considerando le solubilità avremo S per S, ovvero S alla seconda. Quindi potremmo scrivere che 1,77 per 10 alla meno 10 uguale S alla seconda. Quindi S, che è il valore della solubilità molare che stiamo cercando, è dato dalla radice di 1,77 per 10 alla meno 10 e sarà uguale, nel nostro caso, a 1, 33 per 10 alla meno 5 e questi saranno moli su litro. Abbiamo calcolato la solubilità molare di AgCl in acqua a 25°C.
Questo è molto semplice. Andiamo a vedere come si risolve un problema quando invece si chiede la solubilità molare del CaF2. di fluoruro di calcio, sempre in acqua a 25°C.
Allora ricordiamoci, primo passaggio, dissociazione di CaF2. Allora in questo caso abbiamo CaF2 che dissocia, mettiamo la reazione di equilibrio, in Ca2+, più 2DF-. Ora vedete che qua c'è un coefficiente stechiometrico che dovremmo tenere in considerazione.
A questo punto che cosa dobbiamo fare? Dobbiamo andare ad inserire le S corrispondenti alla solubilità molare, tanti S quanto sono gli ioni che si sono formati. Quindi qua un S, anzi mettiamole in rosso così lo evidenziamo meglio, lo ione Ca2+, qui due ioni F-, quindi scriveremo due S.
A questo punto abbiamo la nostra Kps che è data da 3,9 per 10 alla meno 11 che corrisponderà a Ca2+, la concentrazione di Ca2+, per la concentrazione di 2F- elevato al quadrato, elevato al suo coefficiente stecchiometrico. Quindi, no scusate 2F-, F-. Quindi qua andremo a scrivere s per 2s elevato al quadrato.
Quindi avremo s per 4s alla seconda uguale 4s al cubo. Continuando a scrivere il nostro valore avremo che 3,9 per Grazie. Su tutto calcolo qua 10 alla meno 11 sarà uguale a 4s al cubo.
Quindi avremo che s sarà uguale alla radice cubica di 3,9 per 10 alla meno 11 fratto 4. E quindi... corrisponderà facendo i calcoli esattamente a 2,1 per 10 alla meno 4 moli su litro. E anche qui avremo calcolato la nostra solubilità molare, cioè le moli di prodotto in un litro di soluzione satura.
sempre partendo dalla KPS.