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Toacutepico 7

Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo de Sais

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Sumaacuterio do Toacutepico 7

1 Solubilidade de diferentes substacircncias em aacutegua Mecanismos de solubilizaccedilatildeo de substacircncias ioacutenicas e moleculares Factores que influenciam a solubilizaccedilatildeo de sais

2 Produto de solubilidade Ks e caacutelculo da solubilidade e previsatildeo de precipitaccedilatildeo de sais pouco soluacuteveis Aplicaccedilatildeo do princiacutepio de Le Chatelier agrave solubilizaccedilatildeo de sais efeito da temperatura efeito o iatildeo comum e influecircncia do valor de pH

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Dissoluccedilatildeo e Precipitaccedilatildeo de Sais

Muitas das reacccedilotildees quiacutemicas importantes para a estabilidade e durabilidade de estruturas de betatildeo armado satildeo reacccedilotildees de solubilizaccedilatildeo ou precipitaccedilatildeo de sais

Exemplos

A carbonataccedilatildeo do betatildeo conduz a formaccedilatildeo de carbonato de caacutelcio CaCO3 pouco soluacutevel o que pode ser beneacutefico Todavia quando haacute excesso de CO2 a formaccedilatildeo de bicarbonato de caacutelcio Ca(HCO3)2 mais soluacutevel conduz agrave lixiviaccedilatildeo deste composto da argamassa o que fragiliza o betatildeo

A precipitaccedilatildeo de sais soacutelidos na porosidade do betatildeo ou de pedra em especial quando o tempo estaacute muito frio pode introduzir tensotildees internas que podem conduzir agrave fissuraccedilatildeo do betatildeo ou pedra

A formaccedilatildeo de etringite a partir do sulfato de caacutelcio di-hidratado CaSO4∙2H2O e de gel de siacutelica como resultado da reacccedilatildeo alcali-siacutelica

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Dissoluccedilatildeo e Precipitaccedilatildeo

Dissolver eacute dispersar as unidades estruturais (aacutetomos moleacuteculas ou iotildees) no seio das unidades estruturais do solvente

Precipitaccedilatildeo eacute a formaccedilatildeo de um soacutelido (liacutequido) insoluacutevel a partir de unidades estruturais anteriormente dispersas no seio de um solvente

Solubilidade (molar)Quantidade (mol) de um soluto que se consegue dissolver por unidade de volume (dm3) de solvente sem que haja precipitaccedilatildeo (separaccedilatildeo de fases) A soluccedilatildeo que se alcanccedila eacute a soluccedilatildeo saturada do soluto no solvente

Depende muito da temperatura Por isso a solubilidade eacute a concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo saturada

ExemplosA solubilidade do cloreto de soacutedio em aacutegua a 20 ordmC eacute de cerca de 36 g por 100 cm3 Qual a solubilidade molar do NaCl a 20 ordmC

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar eacute a molaridade da soluccedilatildeo saturada

molmolg

g

NaClM

NaClmNaCln 600

558

35

)(

)()(

1

33

061000

600)()( dmmol

dm

mol

V

NaClnNaCls

Soluccedilatildeo

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Solubilidade de substacircncias moleculares em aacutegua

A aacutegua eacute um solvente muito importante (ldquosolvente universalrdquo)

A aacutegua eacute um solvente polar

ldquoRegra do polegarrdquoldquoPolar dissolve polar apolar dissolve apolarrdquo ou ldquoIgual dissolve igualrdquo

Compostos moleculares dissolvem-se em aacutegua praticamente sem se dissociarem excepto os electroliacuteticos (ionogenos)

ExemplosO accediluacutecar quando se dissolve em aacutegua vecirc as suas moleacuteculas dispersarem-se no solvente mas sem se dissociarem

O aacutecido aceacutetico dissolve-se em aacutegua dissociando-se parcialmente eacute um electroacutelito fraco (Ka lt 10-4)

O aacutecido niacutetrico dissolve-se dissociando-se completamente (electroacutelito forte Ka rarr infin) em iotildees

Os iotildees dispersos no solvente estatildeo hidratados (sentido da abreviatura aq)

d+ d+

d- d-

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Solubilidade de substacircncias ioacutenicas (sais) em aacutegua

As substacircncias ioacutenicas satildeo electroacutelitos fortes ie dissolvem-se em aacutegua dissociando-se nos respectivos iotildees Podem ser muito ou pouco soluacuteveis mas a parte que estaacute dissociada em iotildees hidratados (rodeados por moleacuteculas de aacutegua)

A solubilidade de sais em aacutegua varia numa grande extensa gama haacute sais muito soluacuteveis (centenas de gdm3) e sais muito pouco soluacuteveis (centeacutesimos de mgdm3)

Exemplos

Solubilidade de cloreto de soacutedio em aacutegua pura a 25 ordmC s(NaCl) = 350 g∙dm -3

Solubilidade de carbonato de caacutelcio (calcaacuterio) em aacutegua pura a 25 ordmC s(CaCO3) = 69 mg∙dm-3

Solubilidade do hidroacutexido de ferro (III) (ferrugem) em aacutegua pura a 25 ordmC s[Fe(HO)3] = 2∙10-2 mg∙dm-3

+-

- --+

+

++

+

++

+

-+

+

+

+

--+-

+-

+-

+-+

+

+-+

+-+

+

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Regras geneacutericas da solubilidade de sais em aacutegua

Soluacuteveisde metais alcalinos (ex Na+ K+) e de amoacutenio (NH4

+)

quase todos os nitratos (NO3-) nitritos (NO2

-) cloratos (ClO3-) percloratos (ClO4

-) permanganatos (MnO4

-) e acetatos (CH3COO-)

cloretos (Cl-) brometos (Br-) e iodetos (I-) excepto dos de Ag+ Pb2+ Hg22+ Cu+ Tl+ e o HgI2

sulfatos (SO42-) excepto dos de Ba2+ Sr2+ e Pb2+

Insoluacuteveissulfuretos (S2-) excepto os dos metais alcalinos alcalino-terrosos e NH4

+

hidroacutexidos (HO-) excepto os dos metais alcalinos NH4+ Ba2+ Sr2+ e Zn2+

carbonatos (CO32-) silicatos (SiO4

2-) fosfatos (PO43-) arsenatos AsO4

3- arsenitos (AsO33-)

boratos (BO33-) cianetos (CN-) ferricianetos [Fe(CN)6

3-]e ferrocianetos [Fe(CN)64-] excepto os

dos metais alcalinos NH4+ e Mg2+

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Produto de solubilidade

A solubilidade de um sal eacute determinada pelo equiliacutebrio que se estabelece entre o sal (soacutelido) e os respectivos iotildees (hidratados)

ExemploFe(HO)3(s) Fe3+

(aq) + 3 HO-(aq)

A constante de equiliacutebrio que governa este equiliacutebrio seria dada por

Mas como por definiccedilatildeo dos estados padratildeo as concentraccedilotildees de soacutelidos e liacutequidos puros eacute unitaacuteria

[Fe(OH)3(s)] = 1 mol∙dm-3 e a constante de equiliacutebrio assume a forma de um produto de solubilidade

Valores de produtos de solubilidade estatildeo tabelados (a 29815 K) em vaacuterios livros de Quiacutemica ou de dados

Exemplo Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38 a 29815 K

3

33

)(HOFe

HOFeKeq

eqeqs HOFeHOFeK 33)(

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Determinar a Solubilidade a partir do Produto de solubilidade

ExemploDeterminar a solubilidade molar e a solubilidade em mgdm3 do Fe(HO)3 a 25 ordmC sabendo que Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38

ResoluccedilatildeoO equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo eacute descrito pela equaccedilatildeo (balanccedilo de quantidades para 1 dm3 de soluccedilatildeo s = solubilidade de Fe(HO)3 em moldm3)

Fe(HO)3(s) Fe3+(aq) + 3 HO-

(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +3 sneq 0 s 3 s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Fe3+]eq = s [HO-]eq = 3s

Substituindo na expressatildeo

Ks[Fe(HO)3] = s∙(3s)3 6∙10-38 = 27 s4

333)( eqeqs HOFeHOFeK

3104

38

102227

106

dm

mols

35

310 1042871061022

dm

mg

mol

g

dm

mols

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Determinar o Produto de solubilidade a partir da Solubilidade

ExemploDeterminar o produto de solubilidade do carbonato de caacutelcio CaCO3 principal constituinte do caacutelcaacuterio a 25 ordmC sabendo que a essa temperatura a sua solubilidade eacute de 69 mgdm3

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar de CaCO3 a 25 ordmC seraacute s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3

A equaccedilatildeo que descreve o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo do CaCO3 (e balanccedilo de quantidade para VSoluccedilatildeo = 1 dm3 s = s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3)

CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +sneq 0 s s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Ca2+]eq = s [CO32-]eq = s

A expressatildeo do produto de solubilidade eacute

Ks[CaCO3] = s∙s Ks[CaCO3] = s2 Ks[CaCO3] = (69∙10-5)2 = 48∙10-9

eqeqs COCaCaCOK 23

23

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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

dT

Kd s

0 11

lnlnTTR

HKK ss

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

s

Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

eeqss

2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

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Sumaacuterio do Toacutepico 7

1 Solubilidade de diferentes substacircncias em aacutegua Mecanismos de solubilizaccedilatildeo de substacircncias ioacutenicas e moleculares Factores que influenciam a solubilizaccedilatildeo de sais

2 Produto de solubilidade Ks e caacutelculo da solubilidade e previsatildeo de precipitaccedilatildeo de sais pouco soluacuteveis Aplicaccedilatildeo do princiacutepio de Le Chatelier agrave solubilizaccedilatildeo de sais efeito da temperatura efeito o iatildeo comum e influecircncia do valor de pH

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Dissoluccedilatildeo e Precipitaccedilatildeo de Sais

Muitas das reacccedilotildees quiacutemicas importantes para a estabilidade e durabilidade de estruturas de betatildeo armado satildeo reacccedilotildees de solubilizaccedilatildeo ou precipitaccedilatildeo de sais

Exemplos

A carbonataccedilatildeo do betatildeo conduz a formaccedilatildeo de carbonato de caacutelcio CaCO3 pouco soluacutevel o que pode ser beneacutefico Todavia quando haacute excesso de CO2 a formaccedilatildeo de bicarbonato de caacutelcio Ca(HCO3)2 mais soluacutevel conduz agrave lixiviaccedilatildeo deste composto da argamassa o que fragiliza o betatildeo

A precipitaccedilatildeo de sais soacutelidos na porosidade do betatildeo ou de pedra em especial quando o tempo estaacute muito frio pode introduzir tensotildees internas que podem conduzir agrave fissuraccedilatildeo do betatildeo ou pedra

A formaccedilatildeo de etringite a partir do sulfato de caacutelcio di-hidratado CaSO4∙2H2O e de gel de siacutelica como resultado da reacccedilatildeo alcali-siacutelica

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Dissoluccedilatildeo e Precipitaccedilatildeo

Dissolver eacute dispersar as unidades estruturais (aacutetomos moleacuteculas ou iotildees) no seio das unidades estruturais do solvente

Precipitaccedilatildeo eacute a formaccedilatildeo de um soacutelido (liacutequido) insoluacutevel a partir de unidades estruturais anteriormente dispersas no seio de um solvente

Solubilidade (molar)Quantidade (mol) de um soluto que se consegue dissolver por unidade de volume (dm3) de solvente sem que haja precipitaccedilatildeo (separaccedilatildeo de fases) A soluccedilatildeo que se alcanccedila eacute a soluccedilatildeo saturada do soluto no solvente

Depende muito da temperatura Por isso a solubilidade eacute a concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo saturada

ExemplosA solubilidade do cloreto de soacutedio em aacutegua a 20 ordmC eacute de cerca de 36 g por 100 cm3 Qual a solubilidade molar do NaCl a 20 ordmC

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar eacute a molaridade da soluccedilatildeo saturada

molmolg

g

NaClM

NaClmNaCln 600

558

35

)(

)()(

1

33

061000

600)()( dmmol

dm

mol

V

NaClnNaCls

Soluccedilatildeo

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Solubilidade de substacircncias moleculares em aacutegua

A aacutegua eacute um solvente muito importante (ldquosolvente universalrdquo)

A aacutegua eacute um solvente polar

ldquoRegra do polegarrdquoldquoPolar dissolve polar apolar dissolve apolarrdquo ou ldquoIgual dissolve igualrdquo

Compostos moleculares dissolvem-se em aacutegua praticamente sem se dissociarem excepto os electroliacuteticos (ionogenos)

ExemplosO accediluacutecar quando se dissolve em aacutegua vecirc as suas moleacuteculas dispersarem-se no solvente mas sem se dissociarem

O aacutecido aceacutetico dissolve-se em aacutegua dissociando-se parcialmente eacute um electroacutelito fraco (Ka lt 10-4)

O aacutecido niacutetrico dissolve-se dissociando-se completamente (electroacutelito forte Ka rarr infin) em iotildees

Os iotildees dispersos no solvente estatildeo hidratados (sentido da abreviatura aq)

d+ d+

d- d-

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Solubilidade de substacircncias ioacutenicas (sais) em aacutegua

As substacircncias ioacutenicas satildeo electroacutelitos fortes ie dissolvem-se em aacutegua dissociando-se nos respectivos iotildees Podem ser muito ou pouco soluacuteveis mas a parte que estaacute dissociada em iotildees hidratados (rodeados por moleacuteculas de aacutegua)

A solubilidade de sais em aacutegua varia numa grande extensa gama haacute sais muito soluacuteveis (centenas de gdm3) e sais muito pouco soluacuteveis (centeacutesimos de mgdm3)

Exemplos

Solubilidade de cloreto de soacutedio em aacutegua pura a 25 ordmC s(NaCl) = 350 g∙dm -3

Solubilidade de carbonato de caacutelcio (calcaacuterio) em aacutegua pura a 25 ordmC s(CaCO3) = 69 mg∙dm-3

Solubilidade do hidroacutexido de ferro (III) (ferrugem) em aacutegua pura a 25 ordmC s[Fe(HO)3] = 2∙10-2 mg∙dm-3

+-

- --+

+

++

+

++

+

-+

+

+

+

--+-

+-

+-

+-+

+

+-+

+-+

+

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Regras geneacutericas da solubilidade de sais em aacutegua

Soluacuteveisde metais alcalinos (ex Na+ K+) e de amoacutenio (NH4

+)

quase todos os nitratos (NO3-) nitritos (NO2

-) cloratos (ClO3-) percloratos (ClO4

-) permanganatos (MnO4

-) e acetatos (CH3COO-)

cloretos (Cl-) brometos (Br-) e iodetos (I-) excepto dos de Ag+ Pb2+ Hg22+ Cu+ Tl+ e o HgI2

sulfatos (SO42-) excepto dos de Ba2+ Sr2+ e Pb2+

Insoluacuteveissulfuretos (S2-) excepto os dos metais alcalinos alcalino-terrosos e NH4

+

hidroacutexidos (HO-) excepto os dos metais alcalinos NH4+ Ba2+ Sr2+ e Zn2+

carbonatos (CO32-) silicatos (SiO4

2-) fosfatos (PO43-) arsenatos AsO4

3- arsenitos (AsO33-)

boratos (BO33-) cianetos (CN-) ferricianetos [Fe(CN)6

3-]e ferrocianetos [Fe(CN)64-] excepto os

dos metais alcalinos NH4+ e Mg2+

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Produto de solubilidade

A solubilidade de um sal eacute determinada pelo equiliacutebrio que se estabelece entre o sal (soacutelido) e os respectivos iotildees (hidratados)

ExemploFe(HO)3(s) Fe3+

(aq) + 3 HO-(aq)

A constante de equiliacutebrio que governa este equiliacutebrio seria dada por

Mas como por definiccedilatildeo dos estados padratildeo as concentraccedilotildees de soacutelidos e liacutequidos puros eacute unitaacuteria

[Fe(OH)3(s)] = 1 mol∙dm-3 e a constante de equiliacutebrio assume a forma de um produto de solubilidade

Valores de produtos de solubilidade estatildeo tabelados (a 29815 K) em vaacuterios livros de Quiacutemica ou de dados

Exemplo Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38 a 29815 K

3

33

)(HOFe

HOFeKeq

eqeqs HOFeHOFeK 33)(

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Determinar a Solubilidade a partir do Produto de solubilidade

ExemploDeterminar a solubilidade molar e a solubilidade em mgdm3 do Fe(HO)3 a 25 ordmC sabendo que Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38

ResoluccedilatildeoO equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo eacute descrito pela equaccedilatildeo (balanccedilo de quantidades para 1 dm3 de soluccedilatildeo s = solubilidade de Fe(HO)3 em moldm3)

Fe(HO)3(s) Fe3+(aq) + 3 HO-

(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +3 sneq 0 s 3 s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Fe3+]eq = s [HO-]eq = 3s

Substituindo na expressatildeo

Ks[Fe(HO)3] = s∙(3s)3 6∙10-38 = 27 s4

333)( eqeqs HOFeHOFeK

3104

38

102227

106

dm

mols

35

310 1042871061022

dm

mg

mol

g

dm

mols

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Determinar o Produto de solubilidade a partir da Solubilidade

ExemploDeterminar o produto de solubilidade do carbonato de caacutelcio CaCO3 principal constituinte do caacutelcaacuterio a 25 ordmC sabendo que a essa temperatura a sua solubilidade eacute de 69 mgdm3

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar de CaCO3 a 25 ordmC seraacute s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3

A equaccedilatildeo que descreve o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo do CaCO3 (e balanccedilo de quantidade para VSoluccedilatildeo = 1 dm3 s = s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3)

CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +sneq 0 s s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Ca2+]eq = s [CO32-]eq = s

A expressatildeo do produto de solubilidade eacute

Ks[CaCO3] = s∙s Ks[CaCO3] = s2 Ks[CaCO3] = (69∙10-5)2 = 48∙10-9

eqeqs COCaCaCOK 23

23

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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

dT

Kd s

0 11

lnlnTTR

HKK ss

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

s

Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

eeqss

2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

• Toacutepico 7 Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo
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Dissoluccedilatildeo e Precipitaccedilatildeo de Sais

Muitas das reacccedilotildees quiacutemicas importantes para a estabilidade e durabilidade de estruturas de betatildeo armado satildeo reacccedilotildees de solubilizaccedilatildeo ou precipitaccedilatildeo de sais

Exemplos

A carbonataccedilatildeo do betatildeo conduz a formaccedilatildeo de carbonato de caacutelcio CaCO3 pouco soluacutevel o que pode ser beneacutefico Todavia quando haacute excesso de CO2 a formaccedilatildeo de bicarbonato de caacutelcio Ca(HCO3)2 mais soluacutevel conduz agrave lixiviaccedilatildeo deste composto da argamassa o que fragiliza o betatildeo

A precipitaccedilatildeo de sais soacutelidos na porosidade do betatildeo ou de pedra em especial quando o tempo estaacute muito frio pode introduzir tensotildees internas que podem conduzir agrave fissuraccedilatildeo do betatildeo ou pedra

A formaccedilatildeo de etringite a partir do sulfato de caacutelcio di-hidratado CaSO4∙2H2O e de gel de siacutelica como resultado da reacccedilatildeo alcali-siacutelica

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Dissoluccedilatildeo e Precipitaccedilatildeo

Dissolver eacute dispersar as unidades estruturais (aacutetomos moleacuteculas ou iotildees) no seio das unidades estruturais do solvente

Precipitaccedilatildeo eacute a formaccedilatildeo de um soacutelido (liacutequido) insoluacutevel a partir de unidades estruturais anteriormente dispersas no seio de um solvente

Solubilidade (molar)Quantidade (mol) de um soluto que se consegue dissolver por unidade de volume (dm3) de solvente sem que haja precipitaccedilatildeo (separaccedilatildeo de fases) A soluccedilatildeo que se alcanccedila eacute a soluccedilatildeo saturada do soluto no solvente

Depende muito da temperatura Por isso a solubilidade eacute a concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo saturada

ExemplosA solubilidade do cloreto de soacutedio em aacutegua a 20 ordmC eacute de cerca de 36 g por 100 cm3 Qual a solubilidade molar do NaCl a 20 ordmC

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar eacute a molaridade da soluccedilatildeo saturada

molmolg

g

NaClM

NaClmNaCln 600

558

35

)(

)()(

1

33

061000

600)()( dmmol

dm

mol

V

NaClnNaCls

Soluccedilatildeo

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Solubilidade de substacircncias moleculares em aacutegua

A aacutegua eacute um solvente muito importante (ldquosolvente universalrdquo)

A aacutegua eacute um solvente polar

ldquoRegra do polegarrdquoldquoPolar dissolve polar apolar dissolve apolarrdquo ou ldquoIgual dissolve igualrdquo

Compostos moleculares dissolvem-se em aacutegua praticamente sem se dissociarem excepto os electroliacuteticos (ionogenos)

ExemplosO accediluacutecar quando se dissolve em aacutegua vecirc as suas moleacuteculas dispersarem-se no solvente mas sem se dissociarem

O aacutecido aceacutetico dissolve-se em aacutegua dissociando-se parcialmente eacute um electroacutelito fraco (Ka lt 10-4)

O aacutecido niacutetrico dissolve-se dissociando-se completamente (electroacutelito forte Ka rarr infin) em iotildees

Os iotildees dispersos no solvente estatildeo hidratados (sentido da abreviatura aq)

d+ d+

d- d-

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Solubilidade de substacircncias ioacutenicas (sais) em aacutegua

As substacircncias ioacutenicas satildeo electroacutelitos fortes ie dissolvem-se em aacutegua dissociando-se nos respectivos iotildees Podem ser muito ou pouco soluacuteveis mas a parte que estaacute dissociada em iotildees hidratados (rodeados por moleacuteculas de aacutegua)

A solubilidade de sais em aacutegua varia numa grande extensa gama haacute sais muito soluacuteveis (centenas de gdm3) e sais muito pouco soluacuteveis (centeacutesimos de mgdm3)

Exemplos

Solubilidade de cloreto de soacutedio em aacutegua pura a 25 ordmC s(NaCl) = 350 g∙dm -3

Solubilidade de carbonato de caacutelcio (calcaacuterio) em aacutegua pura a 25 ordmC s(CaCO3) = 69 mg∙dm-3

Solubilidade do hidroacutexido de ferro (III) (ferrugem) em aacutegua pura a 25 ordmC s[Fe(HO)3] = 2∙10-2 mg∙dm-3

+-

- --+

+

++

+

++

+

-+

+

+

+

--+-

+-

+-

+-+

+

+-+

+-+

+

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Regras geneacutericas da solubilidade de sais em aacutegua

Soluacuteveisde metais alcalinos (ex Na+ K+) e de amoacutenio (NH4

+)

quase todos os nitratos (NO3-) nitritos (NO2

-) cloratos (ClO3-) percloratos (ClO4

-) permanganatos (MnO4

-) e acetatos (CH3COO-)

cloretos (Cl-) brometos (Br-) e iodetos (I-) excepto dos de Ag+ Pb2+ Hg22+ Cu+ Tl+ e o HgI2

sulfatos (SO42-) excepto dos de Ba2+ Sr2+ e Pb2+

Insoluacuteveissulfuretos (S2-) excepto os dos metais alcalinos alcalino-terrosos e NH4

+

hidroacutexidos (HO-) excepto os dos metais alcalinos NH4+ Ba2+ Sr2+ e Zn2+

carbonatos (CO32-) silicatos (SiO4

2-) fosfatos (PO43-) arsenatos AsO4

3- arsenitos (AsO33-)

boratos (BO33-) cianetos (CN-) ferricianetos [Fe(CN)6

3-]e ferrocianetos [Fe(CN)64-] excepto os

dos metais alcalinos NH4+ e Mg2+

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Produto de solubilidade

A solubilidade de um sal eacute determinada pelo equiliacutebrio que se estabelece entre o sal (soacutelido) e os respectivos iotildees (hidratados)

ExemploFe(HO)3(s) Fe3+

(aq) + 3 HO-(aq)

A constante de equiliacutebrio que governa este equiliacutebrio seria dada por

Mas como por definiccedilatildeo dos estados padratildeo as concentraccedilotildees de soacutelidos e liacutequidos puros eacute unitaacuteria

[Fe(OH)3(s)] = 1 mol∙dm-3 e a constante de equiliacutebrio assume a forma de um produto de solubilidade

Valores de produtos de solubilidade estatildeo tabelados (a 29815 K) em vaacuterios livros de Quiacutemica ou de dados

Exemplo Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38 a 29815 K

3

33

)(HOFe

HOFeKeq

eqeqs HOFeHOFeK 33)(

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Determinar a Solubilidade a partir do Produto de solubilidade

ExemploDeterminar a solubilidade molar e a solubilidade em mgdm3 do Fe(HO)3 a 25 ordmC sabendo que Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38

ResoluccedilatildeoO equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo eacute descrito pela equaccedilatildeo (balanccedilo de quantidades para 1 dm3 de soluccedilatildeo s = solubilidade de Fe(HO)3 em moldm3)

Fe(HO)3(s) Fe3+(aq) + 3 HO-

(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +3 sneq 0 s 3 s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Fe3+]eq = s [HO-]eq = 3s

Substituindo na expressatildeo

Ks[Fe(HO)3] = s∙(3s)3 6∙10-38 = 27 s4

333)( eqeqs HOFeHOFeK

3104

38

102227

106

dm

mols

35

310 1042871061022

dm

mg

mol

g

dm

mols

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Determinar o Produto de solubilidade a partir da Solubilidade

ExemploDeterminar o produto de solubilidade do carbonato de caacutelcio CaCO3 principal constituinte do caacutelcaacuterio a 25 ordmC sabendo que a essa temperatura a sua solubilidade eacute de 69 mgdm3

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar de CaCO3 a 25 ordmC seraacute s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3

A equaccedilatildeo que descreve o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo do CaCO3 (e balanccedilo de quantidade para VSoluccedilatildeo = 1 dm3 s = s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3)

CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +sneq 0 s s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Ca2+]eq = s [CO32-]eq = s

A expressatildeo do produto de solubilidade eacute

Ks[CaCO3] = s∙s Ks[CaCO3] = s2 Ks[CaCO3] = (69∙10-5)2 = 48∙10-9

eqeqs COCaCaCOK 23

23

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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

dT

Kd s

0 11

lnlnTTR

HKK ss

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

s

Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

eeqss

2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

• Toacutepico 7 Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo
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Dissoluccedilatildeo e Precipitaccedilatildeo

Dissolver eacute dispersar as unidades estruturais (aacutetomos moleacuteculas ou iotildees) no seio das unidades estruturais do solvente

Precipitaccedilatildeo eacute a formaccedilatildeo de um soacutelido (liacutequido) insoluacutevel a partir de unidades estruturais anteriormente dispersas no seio de um solvente

Solubilidade (molar)Quantidade (mol) de um soluto que se consegue dissolver por unidade de volume (dm3) de solvente sem que haja precipitaccedilatildeo (separaccedilatildeo de fases) A soluccedilatildeo que se alcanccedila eacute a soluccedilatildeo saturada do soluto no solvente

Depende muito da temperatura Por isso a solubilidade eacute a concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo saturada

ExemplosA solubilidade do cloreto de soacutedio em aacutegua a 20 ordmC eacute de cerca de 36 g por 100 cm3 Qual a solubilidade molar do NaCl a 20 ordmC

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar eacute a molaridade da soluccedilatildeo saturada

molmolg

g

NaClM

NaClmNaCln 600

558

35

)(

)()(

1

33

061000

600)()( dmmol

dm

mol

V

NaClnNaCls

Soluccedilatildeo

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Solubilidade de substacircncias moleculares em aacutegua

A aacutegua eacute um solvente muito importante (ldquosolvente universalrdquo)

A aacutegua eacute um solvente polar

ldquoRegra do polegarrdquoldquoPolar dissolve polar apolar dissolve apolarrdquo ou ldquoIgual dissolve igualrdquo

Compostos moleculares dissolvem-se em aacutegua praticamente sem se dissociarem excepto os electroliacuteticos (ionogenos)

ExemplosO accediluacutecar quando se dissolve em aacutegua vecirc as suas moleacuteculas dispersarem-se no solvente mas sem se dissociarem

O aacutecido aceacutetico dissolve-se em aacutegua dissociando-se parcialmente eacute um electroacutelito fraco (Ka lt 10-4)

O aacutecido niacutetrico dissolve-se dissociando-se completamente (electroacutelito forte Ka rarr infin) em iotildees

Os iotildees dispersos no solvente estatildeo hidratados (sentido da abreviatura aq)

d+ d+

d- d-

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Solubilidade de substacircncias ioacutenicas (sais) em aacutegua

As substacircncias ioacutenicas satildeo electroacutelitos fortes ie dissolvem-se em aacutegua dissociando-se nos respectivos iotildees Podem ser muito ou pouco soluacuteveis mas a parte que estaacute dissociada em iotildees hidratados (rodeados por moleacuteculas de aacutegua)

A solubilidade de sais em aacutegua varia numa grande extensa gama haacute sais muito soluacuteveis (centenas de gdm3) e sais muito pouco soluacuteveis (centeacutesimos de mgdm3)

Exemplos

Solubilidade de cloreto de soacutedio em aacutegua pura a 25 ordmC s(NaCl) = 350 g∙dm -3

Solubilidade de carbonato de caacutelcio (calcaacuterio) em aacutegua pura a 25 ordmC s(CaCO3) = 69 mg∙dm-3

Solubilidade do hidroacutexido de ferro (III) (ferrugem) em aacutegua pura a 25 ordmC s[Fe(HO)3] = 2∙10-2 mg∙dm-3

+-

- --+

+

++

+

++

+

-+

+

+

+

--+-

+-

+-

+-+

+

+-+

+-+

+

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Regras geneacutericas da solubilidade de sais em aacutegua

Soluacuteveisde metais alcalinos (ex Na+ K+) e de amoacutenio (NH4

+)

quase todos os nitratos (NO3-) nitritos (NO2

-) cloratos (ClO3-) percloratos (ClO4

-) permanganatos (MnO4

-) e acetatos (CH3COO-)

cloretos (Cl-) brometos (Br-) e iodetos (I-) excepto dos de Ag+ Pb2+ Hg22+ Cu+ Tl+ e o HgI2

sulfatos (SO42-) excepto dos de Ba2+ Sr2+ e Pb2+

Insoluacuteveissulfuretos (S2-) excepto os dos metais alcalinos alcalino-terrosos e NH4

+

hidroacutexidos (HO-) excepto os dos metais alcalinos NH4+ Ba2+ Sr2+ e Zn2+

carbonatos (CO32-) silicatos (SiO4

2-) fosfatos (PO43-) arsenatos AsO4

3- arsenitos (AsO33-)

boratos (BO33-) cianetos (CN-) ferricianetos [Fe(CN)6

3-]e ferrocianetos [Fe(CN)64-] excepto os

dos metais alcalinos NH4+ e Mg2+

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Produto de solubilidade

A solubilidade de um sal eacute determinada pelo equiliacutebrio que se estabelece entre o sal (soacutelido) e os respectivos iotildees (hidratados)

ExemploFe(HO)3(s) Fe3+

(aq) + 3 HO-(aq)

A constante de equiliacutebrio que governa este equiliacutebrio seria dada por

Mas como por definiccedilatildeo dos estados padratildeo as concentraccedilotildees de soacutelidos e liacutequidos puros eacute unitaacuteria

[Fe(OH)3(s)] = 1 mol∙dm-3 e a constante de equiliacutebrio assume a forma de um produto de solubilidade

Valores de produtos de solubilidade estatildeo tabelados (a 29815 K) em vaacuterios livros de Quiacutemica ou de dados

Exemplo Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38 a 29815 K

3

33

)(HOFe

HOFeKeq

eqeqs HOFeHOFeK 33)(

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Determinar a Solubilidade a partir do Produto de solubilidade

ExemploDeterminar a solubilidade molar e a solubilidade em mgdm3 do Fe(HO)3 a 25 ordmC sabendo que Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38

ResoluccedilatildeoO equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo eacute descrito pela equaccedilatildeo (balanccedilo de quantidades para 1 dm3 de soluccedilatildeo s = solubilidade de Fe(HO)3 em moldm3)

Fe(HO)3(s) Fe3+(aq) + 3 HO-

(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +3 sneq 0 s 3 s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Fe3+]eq = s [HO-]eq = 3s

Substituindo na expressatildeo

Ks[Fe(HO)3] = s∙(3s)3 6∙10-38 = 27 s4

333)( eqeqs HOFeHOFeK

3104

38

102227

106

dm

mols

35

310 1042871061022

dm

mg

mol

g

dm

mols

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Determinar o Produto de solubilidade a partir da Solubilidade

ExemploDeterminar o produto de solubilidade do carbonato de caacutelcio CaCO3 principal constituinte do caacutelcaacuterio a 25 ordmC sabendo que a essa temperatura a sua solubilidade eacute de 69 mgdm3

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar de CaCO3 a 25 ordmC seraacute s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3

A equaccedilatildeo que descreve o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo do CaCO3 (e balanccedilo de quantidade para VSoluccedilatildeo = 1 dm3 s = s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3)

CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +sneq 0 s s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Ca2+]eq = s [CO32-]eq = s

A expressatildeo do produto de solubilidade eacute

Ks[CaCO3] = s∙s Ks[CaCO3] = s2 Ks[CaCO3] = (69∙10-5)2 = 48∙10-9

eqeqs COCaCaCOK 23

23

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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

dT

Kd s

0 11

lnlnTTR

HKK ss

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

s

Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

eeqss

2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

• Toacutepico 7 Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo
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Solubilidade de substacircncias moleculares em aacutegua

A aacutegua eacute um solvente muito importante (ldquosolvente universalrdquo)

A aacutegua eacute um solvente polar

ldquoRegra do polegarrdquoldquoPolar dissolve polar apolar dissolve apolarrdquo ou ldquoIgual dissolve igualrdquo

Compostos moleculares dissolvem-se em aacutegua praticamente sem se dissociarem excepto os electroliacuteticos (ionogenos)

ExemplosO accediluacutecar quando se dissolve em aacutegua vecirc as suas moleacuteculas dispersarem-se no solvente mas sem se dissociarem

O aacutecido aceacutetico dissolve-se em aacutegua dissociando-se parcialmente eacute um electroacutelito fraco (Ka lt 10-4)

O aacutecido niacutetrico dissolve-se dissociando-se completamente (electroacutelito forte Ka rarr infin) em iotildees

Os iotildees dispersos no solvente estatildeo hidratados (sentido da abreviatura aq)

d+ d+

d- d-

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Solubilidade de substacircncias ioacutenicas (sais) em aacutegua

As substacircncias ioacutenicas satildeo electroacutelitos fortes ie dissolvem-se em aacutegua dissociando-se nos respectivos iotildees Podem ser muito ou pouco soluacuteveis mas a parte que estaacute dissociada em iotildees hidratados (rodeados por moleacuteculas de aacutegua)

A solubilidade de sais em aacutegua varia numa grande extensa gama haacute sais muito soluacuteveis (centenas de gdm3) e sais muito pouco soluacuteveis (centeacutesimos de mgdm3)

Exemplos

Solubilidade de cloreto de soacutedio em aacutegua pura a 25 ordmC s(NaCl) = 350 g∙dm -3

Solubilidade de carbonato de caacutelcio (calcaacuterio) em aacutegua pura a 25 ordmC s(CaCO3) = 69 mg∙dm-3

Solubilidade do hidroacutexido de ferro (III) (ferrugem) em aacutegua pura a 25 ordmC s[Fe(HO)3] = 2∙10-2 mg∙dm-3

+-

- --+

+

++

+

++

+

-+

+

+

+

--+-

+-

+-

+-+

+

+-+

+-+

+

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Regras geneacutericas da solubilidade de sais em aacutegua

Soluacuteveisde metais alcalinos (ex Na+ K+) e de amoacutenio (NH4

+)

quase todos os nitratos (NO3-) nitritos (NO2

-) cloratos (ClO3-) percloratos (ClO4

-) permanganatos (MnO4

-) e acetatos (CH3COO-)

cloretos (Cl-) brometos (Br-) e iodetos (I-) excepto dos de Ag+ Pb2+ Hg22+ Cu+ Tl+ e o HgI2

sulfatos (SO42-) excepto dos de Ba2+ Sr2+ e Pb2+

Insoluacuteveissulfuretos (S2-) excepto os dos metais alcalinos alcalino-terrosos e NH4

+

hidroacutexidos (HO-) excepto os dos metais alcalinos NH4+ Ba2+ Sr2+ e Zn2+

carbonatos (CO32-) silicatos (SiO4

2-) fosfatos (PO43-) arsenatos AsO4

3- arsenitos (AsO33-)

boratos (BO33-) cianetos (CN-) ferricianetos [Fe(CN)6

3-]e ferrocianetos [Fe(CN)64-] excepto os

dos metais alcalinos NH4+ e Mg2+

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Produto de solubilidade

A solubilidade de um sal eacute determinada pelo equiliacutebrio que se estabelece entre o sal (soacutelido) e os respectivos iotildees (hidratados)

ExemploFe(HO)3(s) Fe3+

(aq) + 3 HO-(aq)

A constante de equiliacutebrio que governa este equiliacutebrio seria dada por

Mas como por definiccedilatildeo dos estados padratildeo as concentraccedilotildees de soacutelidos e liacutequidos puros eacute unitaacuteria

[Fe(OH)3(s)] = 1 mol∙dm-3 e a constante de equiliacutebrio assume a forma de um produto de solubilidade

Valores de produtos de solubilidade estatildeo tabelados (a 29815 K) em vaacuterios livros de Quiacutemica ou de dados

Exemplo Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38 a 29815 K

3

33

)(HOFe

HOFeKeq

eqeqs HOFeHOFeK 33)(

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Determinar a Solubilidade a partir do Produto de solubilidade

ExemploDeterminar a solubilidade molar e a solubilidade em mgdm3 do Fe(HO)3 a 25 ordmC sabendo que Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38

ResoluccedilatildeoO equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo eacute descrito pela equaccedilatildeo (balanccedilo de quantidades para 1 dm3 de soluccedilatildeo s = solubilidade de Fe(HO)3 em moldm3)

Fe(HO)3(s) Fe3+(aq) + 3 HO-

(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +3 sneq 0 s 3 s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Fe3+]eq = s [HO-]eq = 3s

Substituindo na expressatildeo

Ks[Fe(HO)3] = s∙(3s)3 6∙10-38 = 27 s4

333)( eqeqs HOFeHOFeK

3104

38

102227

106

dm

mols

35

310 1042871061022

dm

mg

mol

g

dm

mols

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Determinar o Produto de solubilidade a partir da Solubilidade

ExemploDeterminar o produto de solubilidade do carbonato de caacutelcio CaCO3 principal constituinte do caacutelcaacuterio a 25 ordmC sabendo que a essa temperatura a sua solubilidade eacute de 69 mgdm3

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar de CaCO3 a 25 ordmC seraacute s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3

A equaccedilatildeo que descreve o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo do CaCO3 (e balanccedilo de quantidade para VSoluccedilatildeo = 1 dm3 s = s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3)

CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +sneq 0 s s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Ca2+]eq = s [CO32-]eq = s

A expressatildeo do produto de solubilidade eacute

Ks[CaCO3] = s∙s Ks[CaCO3] = s2 Ks[CaCO3] = (69∙10-5)2 = 48∙10-9

eqeqs COCaCaCOK 23

23

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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

dT

Kd s

0 11

lnlnTTR

HKK ss

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

s

Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

eeqss

2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

• Toacutepico 7 Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo
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Solubilidade de substacircncias ioacutenicas (sais) em aacutegua

As substacircncias ioacutenicas satildeo electroacutelitos fortes ie dissolvem-se em aacutegua dissociando-se nos respectivos iotildees Podem ser muito ou pouco soluacuteveis mas a parte que estaacute dissociada em iotildees hidratados (rodeados por moleacuteculas de aacutegua)

A solubilidade de sais em aacutegua varia numa grande extensa gama haacute sais muito soluacuteveis (centenas de gdm3) e sais muito pouco soluacuteveis (centeacutesimos de mgdm3)

Exemplos

Solubilidade de cloreto de soacutedio em aacutegua pura a 25 ordmC s(NaCl) = 350 g∙dm -3

Solubilidade de carbonato de caacutelcio (calcaacuterio) em aacutegua pura a 25 ordmC s(CaCO3) = 69 mg∙dm-3

Solubilidade do hidroacutexido de ferro (III) (ferrugem) em aacutegua pura a 25 ordmC s[Fe(HO)3] = 2∙10-2 mg∙dm-3

+-

- --+

+

++

+

++

+

-+

+

+

+

--+-

+-

+-

+-+

+

+-+

+-+

+

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Regras geneacutericas da solubilidade de sais em aacutegua

Soluacuteveisde metais alcalinos (ex Na+ K+) e de amoacutenio (NH4

+)

quase todos os nitratos (NO3-) nitritos (NO2

-) cloratos (ClO3-) percloratos (ClO4

-) permanganatos (MnO4

-) e acetatos (CH3COO-)

cloretos (Cl-) brometos (Br-) e iodetos (I-) excepto dos de Ag+ Pb2+ Hg22+ Cu+ Tl+ e o HgI2

sulfatos (SO42-) excepto dos de Ba2+ Sr2+ e Pb2+

Insoluacuteveissulfuretos (S2-) excepto os dos metais alcalinos alcalino-terrosos e NH4

+

hidroacutexidos (HO-) excepto os dos metais alcalinos NH4+ Ba2+ Sr2+ e Zn2+

carbonatos (CO32-) silicatos (SiO4

2-) fosfatos (PO43-) arsenatos AsO4

3- arsenitos (AsO33-)

boratos (BO33-) cianetos (CN-) ferricianetos [Fe(CN)6

3-]e ferrocianetos [Fe(CN)64-] excepto os

dos metais alcalinos NH4+ e Mg2+

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Produto de solubilidade

A solubilidade de um sal eacute determinada pelo equiliacutebrio que se estabelece entre o sal (soacutelido) e os respectivos iotildees (hidratados)

ExemploFe(HO)3(s) Fe3+

(aq) + 3 HO-(aq)

A constante de equiliacutebrio que governa este equiliacutebrio seria dada por

Mas como por definiccedilatildeo dos estados padratildeo as concentraccedilotildees de soacutelidos e liacutequidos puros eacute unitaacuteria

[Fe(OH)3(s)] = 1 mol∙dm-3 e a constante de equiliacutebrio assume a forma de um produto de solubilidade

Valores de produtos de solubilidade estatildeo tabelados (a 29815 K) em vaacuterios livros de Quiacutemica ou de dados

Exemplo Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38 a 29815 K

3

33

)(HOFe

HOFeKeq

eqeqs HOFeHOFeK 33)(

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Determinar a Solubilidade a partir do Produto de solubilidade

ExemploDeterminar a solubilidade molar e a solubilidade em mgdm3 do Fe(HO)3 a 25 ordmC sabendo que Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38

ResoluccedilatildeoO equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo eacute descrito pela equaccedilatildeo (balanccedilo de quantidades para 1 dm3 de soluccedilatildeo s = solubilidade de Fe(HO)3 em moldm3)

Fe(HO)3(s) Fe3+(aq) + 3 HO-

(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +3 sneq 0 s 3 s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Fe3+]eq = s [HO-]eq = 3s

Substituindo na expressatildeo

Ks[Fe(HO)3] = s∙(3s)3 6∙10-38 = 27 s4

333)( eqeqs HOFeHOFeK

3104

38

102227

106

dm

mols

35

310 1042871061022

dm

mg

mol

g

dm

mols

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Determinar o Produto de solubilidade a partir da Solubilidade

ExemploDeterminar o produto de solubilidade do carbonato de caacutelcio CaCO3 principal constituinte do caacutelcaacuterio a 25 ordmC sabendo que a essa temperatura a sua solubilidade eacute de 69 mgdm3

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar de CaCO3 a 25 ordmC seraacute s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3

A equaccedilatildeo que descreve o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo do CaCO3 (e balanccedilo de quantidade para VSoluccedilatildeo = 1 dm3 s = s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3)

CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +sneq 0 s s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Ca2+]eq = s [CO32-]eq = s

A expressatildeo do produto de solubilidade eacute

Ks[CaCO3] = s∙s Ks[CaCO3] = s2 Ks[CaCO3] = (69∙10-5)2 = 48∙10-9

eqeqs COCaCaCOK 23

23

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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

dT

Kd s

0 11

lnlnTTR

HKK ss

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

s

Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

eeqss

2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

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Regras geneacutericas da solubilidade de sais em aacutegua

Soluacuteveisde metais alcalinos (ex Na+ K+) e de amoacutenio (NH4

+)

quase todos os nitratos (NO3-) nitritos (NO2

-) cloratos (ClO3-) percloratos (ClO4

-) permanganatos (MnO4

-) e acetatos (CH3COO-)

cloretos (Cl-) brometos (Br-) e iodetos (I-) excepto dos de Ag+ Pb2+ Hg22+ Cu+ Tl+ e o HgI2

sulfatos (SO42-) excepto dos de Ba2+ Sr2+ e Pb2+

Insoluacuteveissulfuretos (S2-) excepto os dos metais alcalinos alcalino-terrosos e NH4

+

hidroacutexidos (HO-) excepto os dos metais alcalinos NH4+ Ba2+ Sr2+ e Zn2+

carbonatos (CO32-) silicatos (SiO4

2-) fosfatos (PO43-) arsenatos AsO4

3- arsenitos (AsO33-)

boratos (BO33-) cianetos (CN-) ferricianetos [Fe(CN)6

3-]e ferrocianetos [Fe(CN)64-] excepto os

dos metais alcalinos NH4+ e Mg2+

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Produto de solubilidade

A solubilidade de um sal eacute determinada pelo equiliacutebrio que se estabelece entre o sal (soacutelido) e os respectivos iotildees (hidratados)

ExemploFe(HO)3(s) Fe3+

(aq) + 3 HO-(aq)

A constante de equiliacutebrio que governa este equiliacutebrio seria dada por

Mas como por definiccedilatildeo dos estados padratildeo as concentraccedilotildees de soacutelidos e liacutequidos puros eacute unitaacuteria

[Fe(OH)3(s)] = 1 mol∙dm-3 e a constante de equiliacutebrio assume a forma de um produto de solubilidade

Valores de produtos de solubilidade estatildeo tabelados (a 29815 K) em vaacuterios livros de Quiacutemica ou de dados

Exemplo Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38 a 29815 K

3

33

)(HOFe

HOFeKeq

eqeqs HOFeHOFeK 33)(

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Determinar a Solubilidade a partir do Produto de solubilidade

ExemploDeterminar a solubilidade molar e a solubilidade em mgdm3 do Fe(HO)3 a 25 ordmC sabendo que Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38

ResoluccedilatildeoO equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo eacute descrito pela equaccedilatildeo (balanccedilo de quantidades para 1 dm3 de soluccedilatildeo s = solubilidade de Fe(HO)3 em moldm3)

Fe(HO)3(s) Fe3+(aq) + 3 HO-

(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +3 sneq 0 s 3 s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Fe3+]eq = s [HO-]eq = 3s

Substituindo na expressatildeo

Ks[Fe(HO)3] = s∙(3s)3 6∙10-38 = 27 s4

333)( eqeqs HOFeHOFeK

3104

38

102227

106

dm

mols

35

310 1042871061022

dm

mg

mol

g

dm

mols

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Determinar o Produto de solubilidade a partir da Solubilidade

ExemploDeterminar o produto de solubilidade do carbonato de caacutelcio CaCO3 principal constituinte do caacutelcaacuterio a 25 ordmC sabendo que a essa temperatura a sua solubilidade eacute de 69 mgdm3

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar de CaCO3 a 25 ordmC seraacute s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3

A equaccedilatildeo que descreve o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo do CaCO3 (e balanccedilo de quantidade para VSoluccedilatildeo = 1 dm3 s = s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3)

CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +sneq 0 s s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Ca2+]eq = s [CO32-]eq = s

A expressatildeo do produto de solubilidade eacute

Ks[CaCO3] = s∙s Ks[CaCO3] = s2 Ks[CaCO3] = (69∙10-5)2 = 48∙10-9

eqeqs COCaCaCOK 23

23

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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

dT

Kd s

0 11

lnlnTTR

HKK ss

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

s

Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

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Ks

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2

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eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

• Toacutepico 7 Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo
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Produto de solubilidade

A solubilidade de um sal eacute determinada pelo equiliacutebrio que se estabelece entre o sal (soacutelido) e os respectivos iotildees (hidratados)

ExemploFe(HO)3(s) Fe3+

(aq) + 3 HO-(aq)

A constante de equiliacutebrio que governa este equiliacutebrio seria dada por

Mas como por definiccedilatildeo dos estados padratildeo as concentraccedilotildees de soacutelidos e liacutequidos puros eacute unitaacuteria

[Fe(OH)3(s)] = 1 mol∙dm-3 e a constante de equiliacutebrio assume a forma de um produto de solubilidade

Valores de produtos de solubilidade estatildeo tabelados (a 29815 K) em vaacuterios livros de Quiacutemica ou de dados

Exemplo Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38 a 29815 K

3

33

)(HOFe

HOFeKeq

eqeqs HOFeHOFeK 33)(

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Determinar a Solubilidade a partir do Produto de solubilidade

ExemploDeterminar a solubilidade molar e a solubilidade em mgdm3 do Fe(HO)3 a 25 ordmC sabendo que Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38

ResoluccedilatildeoO equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo eacute descrito pela equaccedilatildeo (balanccedilo de quantidades para 1 dm3 de soluccedilatildeo s = solubilidade de Fe(HO)3 em moldm3)

Fe(HO)3(s) Fe3+(aq) + 3 HO-

(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +3 sneq 0 s 3 s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Fe3+]eq = s [HO-]eq = 3s

Substituindo na expressatildeo

Ks[Fe(HO)3] = s∙(3s)3 6∙10-38 = 27 s4

333)( eqeqs HOFeHOFeK

3104

38

102227

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dm

mols

35

310 1042871061022

dm

mg

mol

g

dm

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Determinar o Produto de solubilidade a partir da Solubilidade

ExemploDeterminar o produto de solubilidade do carbonato de caacutelcio CaCO3 principal constituinte do caacutelcaacuterio a 25 ordmC sabendo que a essa temperatura a sua solubilidade eacute de 69 mgdm3

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar de CaCO3 a 25 ordmC seraacute s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3

A equaccedilatildeo que descreve o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo do CaCO3 (e balanccedilo de quantidade para VSoluccedilatildeo = 1 dm3 s = s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3)

CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +sneq 0 s s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Ca2+]eq = s [CO32-]eq = s

A expressatildeo do produto de solubilidade eacute

Ks[CaCO3] = s∙s Ks[CaCO3] = s2 Ks[CaCO3] = (69∙10-5)2 = 48∙10-9

eqeqs COCaCaCOK 23

23

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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

dT

Kd s

0 11

lnlnTTR

HKK ss

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

s

Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

eeqss

2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

• Toacutepico 7 Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo
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Determinar a Solubilidade a partir do Produto de solubilidade

ExemploDeterminar a solubilidade molar e a solubilidade em mgdm3 do Fe(HO)3 a 25 ordmC sabendo que Ks[Fe(HO)3] = 6∙10-38

ResoluccedilatildeoO equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo eacute descrito pela equaccedilatildeo (balanccedilo de quantidades para 1 dm3 de soluccedilatildeo s = solubilidade de Fe(HO)3 em moldm3)

Fe(HO)3(s) Fe3+(aq) + 3 HO-

(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +3 sneq 0 s 3 s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Fe3+]eq = s [HO-]eq = 3s

Substituindo na expressatildeo

Ks[Fe(HO)3] = s∙(3s)3 6∙10-38 = 27 s4

333)( eqeqs HOFeHOFeK

3104

38

102227

106

dm

mols

35

310 1042871061022

dm

mg

mol

g

dm

mols

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Determinar o Produto de solubilidade a partir da Solubilidade

ExemploDeterminar o produto de solubilidade do carbonato de caacutelcio CaCO3 principal constituinte do caacutelcaacuterio a 25 ordmC sabendo que a essa temperatura a sua solubilidade eacute de 69 mgdm3

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar de CaCO3 a 25 ordmC seraacute s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3

A equaccedilatildeo que descreve o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo do CaCO3 (e balanccedilo de quantidade para VSoluccedilatildeo = 1 dm3 s = s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3)

CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +sneq 0 s s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Ca2+]eq = s [CO32-]eq = s

A expressatildeo do produto de solubilidade eacute

Ks[CaCO3] = s∙s Ks[CaCO3] = s2 Ks[CaCO3] = (69∙10-5)2 = 48∙10-9

eqeqs COCaCaCOK 23

23

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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

dT

Kd s

0 11

lnlnTTR

HKK ss

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

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Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

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Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

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2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

• Toacutepico 7 Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo
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Determinar o Produto de solubilidade a partir da Solubilidade

ExemploDeterminar o produto de solubilidade do carbonato de caacutelcio CaCO3 principal constituinte do caacutelcaacuterio a 25 ordmC sabendo que a essa temperatura a sua solubilidade eacute de 69 mgdm3

ResoluccedilatildeoA solubilidade molar de CaCO3 a 25 ordmC seraacute s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3

A equaccedilatildeo que descreve o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo-precipitaccedilatildeo do CaCO3 (e balanccedilo de quantidade para VSoluccedilatildeo = 1 dm3 s = s(CaCO3) = 69∙10-5 moldm3)

CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +s +sneq 0 s s

Dado que o VSoluccedilatildeo = 1 dm3 [Ca2+]eq = s [CO32-]eq = s

A expressatildeo do produto de solubilidade eacute

Ks[CaCO3] = s∙s Ks[CaCO3] = s2 Ks[CaCO3] = (69∙10-5)2 = 48∙10-9

eqeqs COCaCaCOK 23

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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

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Kd s

0 11

lnlnTTR

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

s

Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

eeqss

2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

• Toacutepico 7 Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo
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Prever se vai ocorrer precipitaccedilatildeo quando se juntam duas soluccedilotildeesExemplo

A 25 ordmC tomou-se 20 cm3 de uma soluccedilatildeo a 10-4 M em NaCl a qual se juntou 20 cm3 de uma soluccedilatildeo de AgNO3 a 10-4 M Prever se haver formaccedilatildeo de qualquer precipitado nesta operaccedilatildeo sabendo que o produto de solubilidade do AgCl a 25 ordmC eacute de 18∙10 -10

ResoluccedilatildeoTanto o NaCl como o AgNO3 estatildeo completamente dissociados em iotildees Na 1ordf soluccedilatildeo existem iotildees de Na+ e de Cl- na 2ordf iotildees de Ag+ e NO3

-

quando se juntam estas soluccedilotildees podem-se formar os compostos NaNO3 e AgCl O NaNO3 eacute um sal muito soluacutevel sal de Na+ e NO3

- Daqui natildeo viraacute qualquer precipitado O AgCl eacute pouco soluacutevel sal de Cl- mas de Ag+ (excepccedilatildeo) Mesmo com as novas concentraccedilotildees de Ag+ e Cl- ([Ag+] = [Cl-] = 05∙10-4 mol∙dm-3) pode acontecer precipitaccedilatildeo

Para se saber se vai haver precipitaccedilatildeo usa-se o produto ioacutenico Qs (equivalente ao quociente da reacccedilatildeo) que expressatildeo semelhante ao produto de solubilidade soacute que concentraccedilotildees quaisquer

Q(AgCl) = [Ag+]∙[Cl-] = 05∙10-4 x 05∙10-4 = 25∙10-9

Como Qs(AgCl) gt Ks(AgCl) vai haver precipitaccedilatildeo do sal

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

dT

Kd s

0 11

lnlnTTR

HKK ss

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

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Cl

KNHK

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KKNHAg

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Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

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2

3 232

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

• Toacutepico 7 Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo
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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Satildeo os mesmo que influenciam a posiccedilatildeo de um equiliacutebrio

Temperatura

Sais que se dissolvem com absorccedilatildeo de calor vecircm a sua solubilidade aumentar com o aumenta da temperatura Sais cuja dissoluccedilatildeo eacute exoteacutermica vecircm a solubilidade diminuir com o aumenta da temperatura

Este comportamento eacute explicaacutevel pelo princiacutepio de Le Chatelier ou pela Equaccedilatildeo de VanrsquoHoff

(Se DH for constante no intervalo de temperaturas que inclui Tacute e Tacuteacute)

Se DH gt 0 (dissoluccedilatildeo endoteacutermica) DHRT2 gt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a um aumento de Ks (maior solubilidade) pois dlnK gt 0

Exemplo maioria dos sais dissolvem-se mais em aacutegua a temperaturas mais elevadas Se DH lt 0 (dissoluccedilatildeo exoteacutermica) DHRT2 lt 0 um aumento da temperatura (DT gt 0) conduz a uma diminuiccedilatildeo de Ks (menor solubilidade) pois dlnk lt 0

Exemplocarbonato de caacutelcio (calcaacuterio) dissolve-se melhor em aacutegua a temperatura mais baixas

2

0)(ln

RT

H

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lnlnTTR

HKK ss

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Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

eq

seeqeq

eq

s

Cl

KNHK

Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

eeqss

2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

• Toacutepico 7 Reacccedilotildees de Solubilizaccedilatildeo-Precipitaccedilatildeo
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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito iatildeo comumEacute a diminuiccedilatildeo da solubilidade de um sal em soluccedilotildees que jaacute tecircm dissolvido um dos iotildees que lhe comum em relaccedilatildeo do mesmo sal em aacutegua pura a mesma temperatura

Este efeito pode ser explicado pelo princiacutepio de Le Chatelier se a uma soluccedilatildeo saturada de um composto ioacutenico se acrescentar um dos seus iotildees o equiliacutebrio de dissoluccedilatildeo seraacute deslocado para o lado dos reagentes (diminuiccedilatildeo da solubilidade) A diminuiccedilatildeo de solubilidade daacute-se tambeacutem se com o iatildeo jaacute em soluccedilatildeo se adicionar o composto ioacutenico pouco soluacutevel

Exemplo Determinar a solubilidade molar do cromato de prata Ag2CrO4 em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa de cromato soacutedio Na2CrO4 a 001 M sabendo que o seu produto de solubilidade a uma dada temperatura eacute de 39∙10-12

ResoluccedilatildeoO cromato de prata dissocia-se em aacutegua pura segundo a equaccedilatildeo quiacutemica e balanccedilo de massa seguintes (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gts 0 0Dn -s +2s +sneq ne 0 2s s

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisEfeito iatildeo comumA expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 s3 s = 99∙10-5 mol∙dm-3

Em soluccedilatildeo de cromato de soacutedio jaacute haacute 001 mol do iatildeo cromato antes da dissociaccedilatildeo do cromato de prata segundo a mesma equaccedilatildeo (1 dm3 de soluccedilatildeo)

Ag2CrO4(s) 2 Ag+(aq) + CrO4

2-(aq)

ni gtsrsquo 0 001Dn -srsquo +2srsquo +srsquoneq ne 0 2srsquo 001+srsquo

A expressatildeo do produto de solubilidade seraacute dada por

Ks = ([Ag+]eq)2∙[CrO42-]eq 39∙10-12 = 4 srsquo2(001+srsquo)

Uma vez que devido ao efeito do iatildeo comum srsquolt s e s jaacute era desprezaacutevel em relaccedilatildeo agrave 001 srsquo tambeacutem o seraacute e a equaccedilatildeo acima torna-se

39∙10-12 = 4 srsquo2∙(001) srsquo = 987∙10-6 mol∙dm-3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

eeqs

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eq

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Cl

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Cl

KKNHAg

Cl

Ks

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23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

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2

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

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Efeito salino e da presenccedila de agentes complexantes

A presenccedila de outros sais sem iotildees comuns podem afectar a solubilidade aumentando ou diminuindo-a

Existem iotildees e moleacuteculas capazes de formar com outros iotildees em especial iotildees de metais de transiccedilatildeo estruturas complexas que permitem aumentar a solubilidade de sais desses metais em aacutegua

Exemplo

A solubilidade do cloreto de prata AgCl pode ser aumentada se agrave soluccedilatildeo saturada se acrescentar amoniacuteaco NH3 que forma o complexo diaminoprata [Ag(NH3)2]+ mais soluacutevel em aacutegua

AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-

(aq) Ks = 18∙10-10 a 29815 K

Ag+(aq) + 2 NH3(aq) [Ag(NH3)2]+

(aq) Ke = 161∙107 a 29815

Como o 2ordm equiliacutebrio estaacute deslocado para o lado do produto [Ag(NH3)2]+ consome os iotildees Ag+ do 1ordm equiliacutebrio deslocando-o para o lado do Ag+ e Cl- ie do aumento da solubilidade do AgCl (Princiacutepio de Le Chatelier)

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

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Cl

KKNHAg

Cl

Ks

232

3

23

23 1 eqeseqess NHKKNHKKKs

)2106111(1081 2710 s

s

KNHK

s

Ks

eeqss

2

3 232

eqess NHKKKs

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos SaisExemplo

Com base nos valores fornecido no exemplo anterior determine a massa em grama de cloreto de prata que eacute possiacutevel dissolver em 1 dm3 de uma soluccedilatildeo de amoniacuteaco a 2 M a 25 ordmC

ResoluccedilatildeoO cloreto de prata dissolve-se dissociando-se ateacute estabelecer o equiliacutebrio

AgCl(s) 1048793Ag+(aq)+ Cl-

(aq) com Ks= 18middot10-10

O iatildeo Ag+ pode complexar com o amoniacuteaco segundo

Ag+(aq)+ 2 NH3(aq) 1048793[Ag(NH3)2]+

(aq) com Ke= 161middot107

A solubilidade s do AgCl seraacute igual agraves = [Cl-]eq = [Ag+]eq + [Ag(NH3)2]+eq

Por outro lado

[Ag+]eq = Ks[Cl-]eq e [[Ag(NH3)2]+]eq = [Ag+]eqmiddot[NH3]2∙Ke

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

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2

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Factores que Influenciam a Solubilidade dos Sais

Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

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Pelo que

E uma vez que s = [Cl-]eq vem

Substituindo os valores conhecidos resulta

s = 0108 molmiddotdm-3

Ou em gmiddotdm-3

s = 0108 molmiddotdm-3 (1433 gmiddotmol-1) = 155 gmiddotdm-3

eq

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232

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2

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Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 0

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

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Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

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Papel do valor de pH

O valor de pH afecta regra geral a solubilidade em particular quando um dos iotildees do composto ioacutenico eacute o HO-

ExemploO hidroacutexido de ferro (II) Fe(HO)2 um dos principais constituintes da camada de passivaccedilatildeo que se desenvolve agrave superfiacutecie das armaduras em accedilo e que lhes confere a resistecircncia agrave corrosatildeo em ambiente alcalino como o do betatildeo Compare a solubilidade molar do Fe(HO)2 a 25 ordmC em aacutegua pura e numa soluccedilatildeo aquosa com pH = 12 (similar ao que prevalece no interior do betatildeo) A 25 ordmC Ks[Fe(HO)2] = 18∙10-15

ResoluccedilatildeoVSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

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ni gts 0 0

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neq 0 s 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 Ks = s∙(2s)2 18∙10-15 = 4 s3 s =12∙10-5 moldm3

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Papel do valor de pH

ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

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Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

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ResoluccedilatildeoNuma soluccedilatildeo com valor de pH = 12 a 25 ordmC pHO = 14 ndash 12 = 2 [HO-]eq = 1∙10-2 = 001 mol∙dm-3

VSoluccedilatildeo = 1 dm3

Fe(HO)2(s) Fe2+(aq) + 2 HO-

(aq)

ni gts 0 001

Dn -s +s +2 s

neq 0 s 001 + 2 s

Ks = [Fe2+]eq∙[HO-]eq2 = sacute∙(001 + 2sacute)2

Dado que em funccedilatildeo do efeito do iatildeo comum sacutelt s 2sacuteltlt 001 e

Ks = sacute∙0012 18∙10-15 = 10∙10-4 sacute sacute = 18∙10-11 mol∙dm-3

Ou seja a solubilidade de Fe(HO)2 numa soluccedilatildeo com pH = 12 (betatildeo) eacute cerca de 1000000 de vezes mais baixa que em aacutegua pura

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