Solubilità e acidità sono collegate:
dipendono entrambe dalla temperatura;
la forza acida di una soluzione dipende dalla
solubilità della specie che si dissocia.
SOLUBILITÀ E ACIDITÀ – Ricavo del pH dal Kps
Il kps dell’idrossido di magnesio è 5,62 • 10-12.
Si determini il pH di una soluzione satura.
Ricapitolando:
\footnotesize \!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} Mg(OH)_{2}\to Mg^{2+}+2OH^{-}\\ \\ 5,62\cdot10^{-12}=[Mg^{2+}]\cdot [OH^{-}]^{2}\\ \\ pH=14-(-log(OH^{-}))\\ \end{matrix}
Saturo vuol dire che per successive aggiunte di
idrossido, esso non verrà solvatato, ma precipiterà
sul fondo, e per
farlo salire in soluzione servirà aggiungere altro
solvente tale che la solubilità del sale venga
rispettata.
\footnotesize \!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} C_{Mg(OH)_{2}}=C_{Mg^{2+}}=\frac{1}{2}C_{OH^{-}}\\ \end{matrix}
\large \!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} \frac{C_{OH^{-}}}{2}=C_{Mg^{2+}}\\ \\ Kps=\frac{(X)}{2}\cdot (X)^{2}\\ \end{matrix}
\!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} X=\sqrt[3]{2\cdot 5,62\cdot 10^{-12}}\\ \end{matrix}
Dove X rappresenta la concentrazione di ione
idronio. Ora si può concludere:
\!\!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} X=2,24\cdot 10^{-4}\\ \\ pOH=-log(X)=3,65\\ \\ pH=14-3,65=\textbf{10,35}\\ \end{matrix}
SOLUBILITÀ E ACIDITÀ – Ricavo del Kps e Solubilità dal pH
Una soluzione satura di idrossido
di calcio ha un pH di 12,32. Si
determini sia il Kps che la
solubilità.
Il primo passaggio da fare è questo:
\large \!\!\!\!\!\!\!\!\!\begin{matrix} pOH:\\ 14-12,32=2,32\\ \\ [OH^{-}]:\\ 10^{-2,32}=4,78\cdot 10^{-3}\\ \end{matrix}
Dall’equilibrio si trova il Kps:
\small \!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} Ca(OH)_{2}\to Ca^{2+}+2OH^{-}\\ \\ Kps=[Ca^{2+}]\cdot [OH^{-}]^{2}\\ \\ (4,78\cdot 10^{-3})^{2}\cdot (\frac{4,78\cdot 10^{-3}}{2})\\ \\ Kps=5,48\cdot 10^{-8}\\ \end{matrix}
La solubilità sarà:
\large \!\!\!\begin{matrix} Kps=(\frac{S}{PM})(\frac{2S}{PM})^{2}\\ \\ Kps\cdot \frac{PM^{3}}{4}=S^{3}\\ \\ S=\sqrt[3]{Kps\cdot \frac{PM^{3}}{4}}\\ \end{matrix}
Il risultato è 0,18 g/l.
SOLUBILITÀ E ACIDITÀ – Precipitazione e pH
Una soluzione di idrossido di manganese ha
pH 10,5 e Kps 2,06 • 10-13. Si calcoli la
concentrazione del catione manganese
alla quale comincia a precipitare l’idrossido.
Schematizzando la traccia:
\small \!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} Mn(OH)_{2}\to Mn^{2+}+2OH^{-}\\ \\ 2,06\cdot 10^{-13}=[Mn^{2+}][OH^{-}]^{2}\\ \\ pH=10,5\\ \end{matrix}
Innanzitutto, ricaviamo la concentrazione di
ione ossidrile:
\large \!\!\!\!\!\!\begin{matrix} pOH:\\ 14-pH=3,5\\ \\ [OH^{-}]:\\ 10^{-3,5}=3,16\cdot 10^{-4}\\ \end{matrix}
Infine, noti due parametri su tre, ricaviamo la
concentrazione all’equilibrio di Mn2+:
\large \!\!\!\!\!\!\!\!\! \begin{matrix} \frac{2,06\cdot 10^{-13}}{(3,16\cdot 10^{-4})^{2}}=[Mn^{2+}]\\ \\ 2,063\cdot 10^{-6}=[Mn^{2+}]\\ \end{matrix}
Verifichiamo:
\footnotesize \!\!\!\!\!\!\!\!\!\begin{matrix} (2,063\cdot 10^{-6})\cdot (3,16\cdot 10^{-4})^{2}=\\ =2,06\cdot 10^{-13} \end{matrix}
Per concentrazioni di Mn2+ maggiori di 2,063 • 10-6 l’idrossido precipiterà. Oppure, si può dire diversamente:
per successive aggiunte di idrossido, e quindi per valori di pH più alti di 10,5 l’idrossido precipiterà.
CONCLUSIONI
- È possibile ricavare il Kps dal pH e pOH e viceversa
- Si può risalire alla solubilità dal pH e pOH e viceversa
- Tutti e quattro i concetti sono accomunati da:
A: variano con la temperatura;
B: sono collegati alle precipitazioni.