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Constante do produto de solubilidade

O cálculo da constante do produto de solubilidade utiliza critérios como a molaridade para determinar se uma solução é saturada, insaturada ou saturada com precipitado.
O cálculo do produto de solubilidade depende do equilíbrio de dissociação
O cálculo do produto de solubilidade depende do equilíbrio de dissociação

O cálculo do produto de solubilidade é utilizado para determinar se uma solução é saturada, insaturada ou saturada com precipitado, bem como se um determinado eletrólito é muito ou pouco solúvel em um determinado solvente.

Para realizar o cálculo do produto de solubilidade, são necessários alguns fatores importantes, a saber:

a) Equilíbrio de dissolução

Quando um eletrólito (soluto) qualquer é misturado com a água, forma-se um equilíbrio químico entre o eletrólito (YX(s)) e os íons que ele libera na solução. Ao se dissolver no solvente, o eletrólito sofre dissociação e libera um cátion (Y+) e um ânion (X-).

Equação de dissociação de um eletrólito qualquer
Equação de dissociação de um eletrólito qualquer

OBS.: a e b são os coeficientes relacionados com a quantidade de átomos de cada íon no eletrólito.

Assim, devemos conhecer quais são os íons liberados pelo eletrólito durante a dissociação.

b) Os valores das concentrações dos íons na solução

Para o cálculo do produto de solubilidade, devemos conhecer a concentração molar (molaridade, mol/L) de cada um dos íons presentes na solução a partir da dissociação:

  • [Y+] = concentração molar do cátion

  • [X-] = concentração molar do ânion

c) Montar a expressão do Kps

Equação de dissociação de um eletrólito qualquer
Equação de dissociação de um eletrólito qualquer

Para construir a expressão para o cálculo do produto de solubilidade, basta multiplicar as concentrações de cada um dos íons, que devem estar elevados aos seus coeficientes da equação:

Kps = [Y+]a.[X-]b

d) Interpretações a partir do cálculo do Kps

  • Quanto menor é o valor do Kps, menos solúvel é o eletrólito;

  • Se Kps = [Y+]a.[X-]b, a solução é saturada;

  • Se Kps < [Y+]a.[X-]b, a solução é insaturada;

  • Kps > [Y+]a.[X-]b, a solução é saturada com precipitado.

Veja dois exemplos:

Exemplo: (PUC-SP) A solubilidade do PbSO4 (303,2 g/mol) em água é igual a 0,045 grama por litro a 25oC. Qual é o valor do Kps do sal nessa temperatura?

a) 4,56.107

b) 4,5.10-2

c) 2,02.10-3

d) 1,48.10-4

e) 2,19.10-8

1o Passo: Montar a equação de dissociação do sal.

2o Passo: Determinar a expressão do Kps do eletrólito.

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O Kps do sulfato de prata deve ter a concentração da prata elevada a 1 (na equação, temos o coeficiente 1 no chumbo) multiplicando a concentração do ânion sulfato (SO4-2) elevada a 1 (na equação, temos o coeficiente 1 no sulfato):

Kps = [Pb+2]1.[SO4-2]1

3o Passo: Determinar a concentração em mol/L do eletrólito a partir da concentração em g/L.

Para converter a concentração em g/L para a concentração em mol/L, basta dividir a concentração em g/L pela massa molar:

M =
      M1

M = 0,045 
     303,2

M = 1,48.10-4 mol/L (aproximadamente)

4o Passo: Determinar a concentração em mol/L de cada um dos íons provenientes do sal.

Para isso, basta multiplicar o coeficiente do íon pela concentração encontrada no item anterior.

  • Para o Pb+2

[Pb+2] = 1.1,48.10-4 mol/L

[Pb+2] = 1,48.10-4 mol/L

  • Para o SO4-2

[SO4-2] = 1.1,48.10-4 mol/L

[SO4-2] = 1,48.10-4 mol/L

5o Passo: Calcular o Kps.

Kps = [Pb+2]1.[SO4-2]1

Kps = 1,48.10-4 .1,48.10-4

Kps = 2,19.10-8 mol/L

Exemplo: (Fuvest) A determinada temperatura de toC, a solubilidade do sulfato de prata, Ag2SO4 (312 g/mol), em água é 2.10-2 mol/L. O produto de solubilidade desse sal, na mesma temperatura, é:

a) 4,0.10-4

b) 8,0.10-4

c) 6,4.10-5

d) 3,2.10-5

e) 8,0.10-6

1o Passo: Montar a equação de dissociação do sal.

2o Passo: Determinar a expressão do Kps do eletrólito.

O Kps do sulfato de prata deve ter a concentração do cátion prata elevada ao quadrado (na equação, temos o coeficiente 2 na prata) multiplicando a concentração do ânion sulfato (SO4-2) elevada a 1 (na equação, temos o coeficiente 1 no sulfato):

Kps = [Ag+1]2.[SO4-2]1

3o Passo: Determinar a concentração de cada um dos íons provenientes do sal.

Para determinar a concentração em mol/L dos íons, basta multiplicar o coeficiente do íon pela solubilidade (concentração) do sal fornecida no enunciado (2.10-2 mol/L).

  • Para o Ag+

[Ag+] = 2. 2.10-2 mol/L

[Ag+] = 4.10-2 mol/L

  • Para o SO4-2

[SO4-2] = 1. 2.10-2 mol/L

[SO4-2] = 2.10-2 mol/L

4o Passo: Calcular o Kps.

Kps = [Ag+1]2.[SO4-2]1

Kps = (4.10-2)2.(2.10-2)1

Kps = 16.10-4.2.10-2

Kps = 32.10-6 mol/L

ou

Kps = 3,2.10-5 mol/L

Publicado por Diogo Lopes Dias
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