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Profa. Dra. Fabiana Lobo
Universidade Federal de Ouro Preto
Instituto de Ciências Exatas e Biológicas QUI 326 – Química Analítica
Equilíbrio de solubilidade
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É UMA MISTURA HOMOGÊNEA DE DOIS OU MAIS COMPONENTES
Solução
Soluto Solvente
SOLUÇÃO
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Soluções no cotidiano
Concentração alcoólica de uma bebida? Cerveja Vinho Champanhe Vodka Rum, Gin Aguardente Whisky Absinto
Caipirinha forte ou fraca?
Mais ou menos doce?
Intervalo de Graduação 4º a 9º 11º a 14º 12º a 16º 30º a 40º 40º a 45º 40º a 48º 40º a 50º 50º a 54º
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SOLUTO: COMPONENTE GERALMENTE EM MENOR QUANTIDADE.
SOLVENTE: COMPONENTE QUE ACOLHE O SOLUTO.
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Soluto for sólido
Solubiliza até um máximo- Depois deste ponto forma sólido no fundo, chamado PRECIPITADO
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Classificação das soluções quanto a relação soluto x solvente
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Como preparar uma solução?????
Assim, as moléculas ou íons do soluto separam-se permanecendo dispersas no solvente
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Equilíbrio de Solubilidade
AB(s) A+ (aq) + B-
(aq)
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Equilíbrio estabelecido entre os íons em solução e o sólido quando se adiciona um sólido iônico pouco solúvel em água.
Kps = [A+][B-] = produto de solubilidade
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n Solubilidade e Produto de solubilidade
Kps = [A+][B-], ou seja, produto da concentração dos íons (exatamente no ponto da solução saturada)
S = [A+] = [B-] = SOLUBILIDADE MOLAR
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AB(s) A+ (aq) + B-(aq)
Equilíbrio de Solubilidade
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Previsão de precipitação Sendo PI = produto da concentração dos
íons. Para AB(s) PI= [A]+[B]- • Se PI < Kps = solução não está saturada; • Se PI=Kps = solução saturada; • Se PI > Kps = a precipitação ocorre para
restabelecer o equilíbrio 11
Equilíbrio de Solubilidade
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AxBy(s) xAy+ (aq) + yBx-(aq)
Kps = [Ay+]x [Bx-]y
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Equilíbrio de Solubilidade
AxBy(s) xAy+ (aq) yBx-(aq)
Início sólido Reage sólido xs ys Eq. sólido xs ys Kps = (xS)x(yS)y
A2B3(s) 2A3+ (aq) + 3B2-(aq)
Kps = [A3+]2 [B2-]3
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n Exemplos: 1)A solubilidade do fluoreto de cálcio (CaF2) a 25° C é 2,2 x10-4 mol L-1. Calcule seu produto de solubilidade. 2)Calcule a solubilidade da substância A3B4 e de todos os seus íons cujo Kps é 1,0 x10-25. 3)O produto de solubilidade do hidróxido de magnésio [Mg(OH)2] é igual a 1,8x10-11. Calcule a solubilidade desse hidróxido e o pH de sua solução saturada. 4)Calcule a solubilidade da substância A3B2 e de todos os seus íons cujo Kps é 1,08 x10-30.
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Equilíbrio de Solubilidade
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Regras de solubilidade: São solúveis quase todos os sais de: EXCETO NO3-
NO2- Ag+
CH3COO- Ag+
, Hg22+
, Fe3+
sais de metais alcalinos - sais de amônio -
São pouco solúveis quase todos os sais: F- NH4
+, alcalinos, Ag+, Al3+
S2- NH4+, alcalinos, alcalinos terrosos
SO32-
, PO43-
, AsO4
3-, CO32- NH4
+, alcalinos
Óxidos e hidróxidos Alcalinos, Ba2+, Sr2+, Ca2+
São pouco solúveis os Cl-, Br-, I- e SCN- de Ag+, Hg22+, Pb2+
São pouco solúveis os SO42- de Ba2+, Sr2+, Pb2+, Ca2+
Equilíbrio de Solubilidade
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Fatores que afetam a solubilidade
• Os fatores que afetam diretamente são aqueles que influem na magnitude da constante de equilíbrio:
ü temperatura: a solubilidade dos precipitados encontrados na análise quantitativa aumenta com o aumento da temperatura.
ü natureza do solvente: em geral, a solubilidade de um sal fracamente solúvel em água pode ser ainda mais reduzida mediante adição de um solvente orgânico imiscível em água. ü tamanho das partículas;
ü força iônica: a solubilidade dos sais poucos solúveis é geralmente maior em soluções que contém eletrólitos inertes;
ü efeito do íon comum: a solubilidade de um eletrólito pouco solúvel é maior em água pura do que em presença de um dos íons comuns do eletrólito.
Equilíbrio de Solubilidade
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v Efeito da temperatura
Fatores que afetam a solubilidade
Equilíbrio de Solubilidade
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v Efeito da natureza do solvente
Concentração de etanol
(% em volume) 0 10 20 30 40 50 60 70
Solubilidade de PbSO4
(mg L-1) 45 17 6,3 2,3 0,77 0,48 0,30 0,09
Fatores que afetam a solubilidade
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v Efeito do íon comum • Em geral, a solubilidade de um eletrólito pouco solúvel é maior em água pura do que em presença de um dos íons comuns do eletrólito. O efeito do íon comum é previsto pelo princípio de Le Chatelier; entretanto, ele pode ser tratado quantitativamente pelo princípio do produto de solubilidade.
• Considere uma solução saturada de cromato de prata em equilíbrio:
Le Chatelier
Fatores que afetam a solubilidade
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2 24Ag CrOpsK
+ −⎡ ⎤ ⎡ ⎤= ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
+>Ag [Ag2CrO4]
Equilíbrio de Solubilidade
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Produto de Solubilidade
O efeito do íon comum é largamente usado na análise
quantitativa para tornar praticamente completa a
precipitação de compostos pouco solúveis.
Fatores que afetam a solubilidade
Equilíbrio de Solubilidade
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n Se aumentarmos a concentração de um dos íons envolvidos no equilíbrio, este se desloca de modo a reduzir a modificação imposta diminuindo a solubilidade. Exemplo: 1) Calcule a solubilidade molar do iodato de bário em uma s o l u ç ã o d e i o d a t o d e p o t á s s i o 0 , 1 m o l L - 1 , Kps(BaIO3)2=1,25x10-9.
2) Determine a concentração de íons hidróxidos necessária para iniciar a precipitação de hidróxido férrico [Fe(OH)3], Kps = 3,8 x10-38 sendo [Fe3+] = 10-3 mol L-1.
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Equilíbrio de Solubilidade
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3)Achar a concentração necessária para iniciar a precipitação do BaSO4 em uma solução 0,0010mol/L em SO4
-2. Kps=1,0 x10-10
4)Haverá a formação de precipitado quando se misturam 100 mL de solução 0,010mol/L de nitrato de chumbo com 100 mL de solução de iodeto de potássio 0,10 mol/L? Kps = 1,1 x10-9] .
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Equilíbrio de Solubilidade
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ü É usada principalmente para a determinação de haletos e de alguns íons metálicos. Os métodos mais importantes são os que empregam solução padrão de nitrato de prata, os argentimétricos.
Equilíbrio de Solubilidade Volumetria de Precipitação
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v Titulação de AgNO3 com NaCl • Curva de titulação; • Efeito da concentração;
Tabela 1: Variações no pAg durante a titulação de AgNO3 com NaCl, Kps=1,56.10-10
Volume
de AgNO3 (mL)
pAg para 50,00 mL de NaCl 0,100 mol.L-1 com AgNO3
0,100 mol.L-1
pAg para 50,00 mL de NaCl 0,0200 mol.L-1 com AgNO3
0,0100 mol.L-1
1) 0,00 - 2) 10,00 8,63 3) 20,00 8,43
4) 30,00 8,20 5) 40,00 7,85 6) 45,00 7,53 7) 47,50 7,22 8) 49,00 6,81 9) 49,90 5,81 10) 50,00 4,90 9) 51,00 3,00
Equilíbrio de Solubilidade
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1. Curvas de titulação X- + AgNO3 AgX + NO3
-
Efeito da concentração
Equilíbrio de Solubilidade ü É usada principalmente para a determinação de haletos e de alguns íons metálicos. Os métodos mais importantes são os que empregam solução padrão de nitrato de prata, os argentimétricos.
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Efeito da extensão da reação na curva de titulação
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Equilíbrio de Solubilidade
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Detecção do ponto final (indicadores)
Químico; potenciométrico; amperométrico. Os indicadores que estudamos são: ü Íon cromato - Método de Mohr: Determinação direta de Cl-, Br- e
CN-, na forma de Ag2CrO4. Forma precipitado vermelho tijolo ü Íons Fe3+ – Método de Volhard: Determinação indireta de qualquer
ânion que forme um sal de prata insolúvel. Forma complexo colorido Ag+(excesso) + Cl- → AgCl(s)
Ag+ + SCN- → AgSCN(s) Fe3+ + SCN- → Fe(SCN)2+
ü Indicadores de adsorção – Método de Fajans: Titulações rápidas, precisas e seguras, mas com aplicação limitada a reações de precipitação nas quais se forma um precipitado coloidal rapidamente.
Volumetria de Precipitação
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Equilíbrio de Solubilidade Método de Mohr: Forma precipitado vermelho Método de Volhard: Forma complexo colorido Método de Fajans: Forma precipitado coloidal rapidamente.
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Método de Fajans: Forma precipitado coloidal
rapidamente.
Método de Volhard: Forma complexo colorido
Método de Mohr: Forma precipitado vermelho
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Haverá formação de precipitado se misturarmos 100 mL de solução 0,01 mol L-1 de nitrato de chumbo [Pb(NO3)2 com 100 mL de solução 0,100 mol L-1 de cloreto de sódio (NaCl)? Qual deve ser a menor concentração de cloreto (Cl-) na mistura necessária para iniciar a precipitação de íons chumbo (Pb2+) na forma de cloreto de chumbo (PbCl2)? Kps=1,6.10-5
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Equilíbrio de Solubilidade