OBJETIVOS:

General: Determinar experimentalmente el de valor de la constante del producto

de solubilidad (Kps). En este caso será del acetato de plata

Específicos:

- Ver como varia la solubilidad con la cantidad del disolvente.

- Calcular la concentración molar de CH3COOAg.

-

FUNDAMENTO TEORICO:

SOLUBILIDAD

Es un acto que realizamos cotidianamente, ya sean los hombres o la misma naturaleza.

Se cumple siempre que:

V reacción = V inversa.

Un aspecto importante para poder hablar de soluciones es el hecho de entender, que la solubilidad

solo se da si ambas sustancias tienen identidad de polaridad. Es decir, si deseáramos mezclar una

solución polar con una apolar, esta mezcla no sería posible.

Entonces en palabras técnicas la solubilidad es una medida de la capacidad de disolverse una

determinada sustancia (soluto) en un determinado medio (solvente); implícitamente se corresponde

con la máxima cantidad de soluto disuelto en una dada cantidad de solvente a una temperatura fija

y en dicho caso se establece que la solución está saturada. Su concentración puede expresarse

en moles por litro, en gramos por litro, o también en porcentaje de soluto (m(g)/100 mL) . El

método preferido para hacer que el soluto se disuelva en esta clase de soluciones es calentar la

muestra y enfriar hasta temperatura ambiente (normalmente 25 C). En algunas condiciones la

solubilidad se puede sobrepasar de ese máximo y pasan a denominarse como soluciones

sobresaturadas.

No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente. Por ejemplo, en el agua, se disuelve

el alcohol y la sal, en tanto que el aceite y la gasolina no se disuelven. En la solubilidad, el

carácter polar o apolar de la sustancia influye mucho, ya que, debido a este carácter, la sustancia

será más o menos soluble; por ejemplo, los compuestos con más de un grupo funcional presentan

gran polaridad por lo que no son solubles en éter etílico.

Entonces para que un compuesto sea soluble en éter etílico ha de tener escasa polaridad; es decir,

tal compuesto no ha de tener más de un grupo polar. Los compuestos con menor solubilidad son

los que presentan menor reactividad, como son: las parafinas, compuestos aromáticos y los

derivados halogenados.

El término solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo del proceso

de disolución como para expresar cuantitativamente la concentración de las soluciones. La

solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así como de

la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor

máximo de entropía. Al proceso de interacción entre las moléculas del disolvente y las partículas

del soluto para formar agregados se le llama solvatación y si el solvente es agua, hidratación.

Ejemplo:

3H2 + N2 2NH3

Reacción bidireccional

La polaridad Define las Mezclas:

H2O + aceite

Apolar =Polar

En este caso las sustancias no se mezclaran por cumplirse la ley ya antes mencionada.

La forma en que un compuesto orgánico se comporta frente a distintos medios depende totalmente

de su estructura química. Por ejemplo un compuesto polar de cadena corta es soluble en agua y

también en éter. Un compuesto con carácter ácido es soluble en medio alcalino. De ahí que en el

análisis cualitativo orgánico se lleven a cabo pruebas de solubilidad que darán una información

fundamental con relación al tipo de compuesto que esta bajo estudio y por ende de los grupos

funcionales presentes en la molécula.

La forma de llevar a cabo las pruebas de solubilidad consiste en mezclar un disolvente con una

cantidad equivalente al 3.0% en peso de la sustancia problema; si el compuesto se disuelve,

entonces se le considera como “soluble”, pero si lo hace parcialmente o no se disuelve entonces se

le considera como “insoluble” en ese medio. Excepto para el caso del ácido sulfúrico concentrado

que puede reaccionar con el compuesto o incluso destruirlo, que entonces se considerará como

“soluble”, aun cuando solo se manifieste una elevación de la temperatura. Solo se considerará

como insoluble en ácido sulfúrico concentrado a aquel compuesto que claramente permanezca si

cambio alguno y forme dos fases no miscibles con este ácido.

En este punto podríamos decir que existen compuestos SOLUBLES, POCO SOLUBLES E

INSOLUBLES.

-SOLUBILIDAD DE LOS GASES: En términos sencillos el soluto vendría a ser compuesto con

menor cantidad con referencia al solvente (del caso anterior hay mayor cantidad de N2 que H2).

Entonces es el proceso por el cual una sustancia denominado soluto se disuelve en otra sustancia

denominada disolvente. En el cual se cumple el principio alquimista:

“lo igual se disuelve en lo igual, lo semejante en su semejante”

Las sustancias polares se disuelven en disolventes polares y los apolares en apolares.

Ejemplo.:

- NaCl + H2O = Polaridad

Apolar Apolar

- C12H22O11 + H2O = Polaridad

Apolar Apolar

- CH3-O-CH3 + H2O Poco Solubles

Polar Apolar

- CH3-COOCH3 + H2O No Soluble = polaridad

-Factores que afectan la solubilidad: La solubilidad se define para fases específicas. Por ejemplo,

la solubilidad de aragonito y calcita en el agua se espera que difieran, si bien ambos son

polimorfos de carbonato de calcio y tienen la misma fórmula química.

La solubilidad de una sustancia en otra está determinada por el equilibrio de fuerzas

intermoleculares entre el disolvente y el soluto, y la variación de entropía que acompaña a la

solvatación. Factores como la temperatura y la presión influyen en este equilibrio, cambiando así

la solubilidad.

La solubilidad también depende en gran medida de la presencia de otras sustancias disueltas en el

disolvente como por ejemplo la existencia de complejos metálicos en los líquidos. La solubilidad

dependerá también del exceso o defecto de algún ion común, con el soluto, en la solución; tal

fenómeno es conocido como el efecto del ion común. En menor medida, la solubilidad dependerá

de la fuerza iónica de las soluciones. Los dos últimos efectos mencionados pueden cuantificarse

utilizando la ecuación de equilibrio de solubilidad.

Para un sólido que se disuelve en una reacción redox, la solubilidad se espera que dependa de las

posibilidades (dentro del alcance de los potenciales en las que el sólido se mantiene la fase

termodinámicamente estable). Por ejemplo, la solubilidad del oro en el agua a alta temperatura se

observa que es casi de un orden de magnitud más alta cuando el potencial redox se controla

mediante un tampón altamente oxidante redox Fe3O4-Fe2O3 que con un tampón moderadamente

oxidante Ni-NiO.1

La solubilidad (metal estable) también depende del tamaño físico del grano de cristal o más

estrictamente hablando, de la superficie específica (o molar) del soluto. Para evaluar la

cuantificación, se debe ver la ecuación en el artículo sobre el equilibrio de solubilidad. Para

cristales altamente defectuosos en su estructura, la solubilidad puede aumentar con el aumento del

grado de desorden. Ambos efectos se producen debido a la dependencia de la solubilidad constante

frente a la denominada energía libre de Gibbs asociada con el cristal. Los dos últimos efectos,

aunque a menudo difícil de medir, son de relevante importancia en la práctica pues proporcionan la

fuerza motriz para determinar su grado de precipitación, ya que el tamaño de cristal crece de

forma espontánea con el tiempo.

-FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD: Los factores que afectan a esta son

básicamente las mismas que afectan a otras reacciones químicas, las cuales son:

a) Naturaleza del Soluto.

b) Naturaleza del Solvente.

c) La Temperatura.

d) La Presión.

LA NATURALEZA DEL SOLUTO: La polaridad de los factores que intervienen en la

solubilidad, ya sean polares o apolares.

NATURALEZA DEL DISOLVENTE: Aparte de las polaridades, tiene que ver el tamaño de las

moléculas. Mientras la superficie de las moléculas del disolventes sean mas grandes, la solubilidad

es mayor.

LA TEMPERATURA: Es uno de los factores más importantes de la solubilidad, sin embargo no

hay una regla general, que al aumentar la temperatura la solubilidad de las sustancias aumente,

pues depende del estado físico de las sustancia intervinientes. Los solutos gaseosos muestran un

comportamiento más complejo con la temperatura. Como se eleva la temperatura, los gases

generalmente se vuelven menos solubles en agua (el mínimo que está por debajo de 120 ° C para la

mayoría de gases), pero más solubles en disolventes orgánicos.

El gráfico muestra las curvas de solubilidad de algunas sales sólidas inorgánicas típicas. Muchas

sales se comportan como nitrato de bario y el arseniato ácido disódico, y muestran un gran

aumento de la solubilidad con la temperatura. Algunos solutos (por ejemplo, NaCl en agua)

exhiben una solubilidad bastante independiente de la temperatura. Unos pocos, como el sulfato de

cerio (III) y el carbonato de litio, se vuelven menos solubles en agua a medida que aumenta la

temperatura. Esta dependencia de la temperatura se refiere a veces como «retrógrada» o

«solubilidad inversa». En ocasiones, se observa un patrón más complejo, como con sulfato de

sodio, donde el cristal decahidrato menos soluble pierde agua de cristalización a 32 ° C para

formar una fase anhidra más soluble. 

La solubilidad de los compuestos orgánicos casi siempre aumenta con la temperatura. La técnica

de la recristalización, utilizado para la purificación de sólidos, depende de un soluto de diferentes

solubilidades en un disolvente caliente y frío. Existen

algunas excepciones, tales como determinadas ciclo

dextrinas.

Es decir: “cuando se disuelve un solido en un

liquido aumenta la solubilidad con

el aumento de TEMPERATURA”

A excepción de que el NaCl2, la solubilidad permanece a cualquier temperatura e incluso en el

caso de Na2SO4 en H2O: si aumenta la temperatura hasta 40° entonces la solubilidad disminuye.

En caso de la solución Liquido-Liquido:

El aumento de solubilidad no se ve afectado por el aumento de temperatura.

Cuando se trata de un gas en liquido, la solubilidad disminuye son el aumento de temperatura;

debido a que se incrementa la energía del liquido impidiendo la entrada de las moléculas de los

gases.

En el grafico se detalla mejor aun este aspecto:

LA PRESION: cuando la solubilidad se lleva acabo entre los gases, entonces si aumenta la

Presión, la solubilidad también aumenta y existe una mayor compenetración entre el soluto y el

solvente.

Por esto es que en la presente práctica trabajaremos con un soluto poco soluble, con la finalidad de

que se alcance la saturación que nos permita llegar al equilibrio entre los cristales y los iones.

Sera esta la reacción a considerar:

CH3COONa + AgNO3 CH3COOAg (s)+ NaNO3(L)

Cuando la solución alcanza la saturación se establece el equilibrio químico. Entre el cristal y sus

iones. Entonces:

Vs=Vr … (1) Vs: Veloc. De los iones salen del cristal

Vr: Veloc. Vuelven al seno del cristal

En una solución saturada de una sal poco soluble y en equilibrio, se cumple lo siguiente:

[CH3COOAg]= [Ag] += [CH3COO] - … (2)

Luego: Kps = [Ag]+ [CH3OO]- []=concentración molar…. (3)

Kps=constante del producto de solubilidad

Ejemplo:

Si la solubilidad de AgCl es 1.6x10-3 g/L. hallar su Kps.

Solución:

-Datos: SAgCl = 1.6x10-3 g/L

Luego:

AgCl Ag + Cl ; Kps= [Ag]+[Cl]- ...(4)

MAgCl = SAgCl/ MAgCl = 1.6x10-3 gr/L= 1.1x10-5 mol/L

143.5 gr/mol

En una solución saturada de una sal poco soluble se cumple lo siguiente:

[AgCl]=[Ag]+=[Cl]-=1.1x10-5 …(5)

Entonces: Kps= [Ag]+[Cl]-=(1.1x10-5)(1.1x10-5)= 1.21x10-10mol/L

MATERIALES Y REACTIVOS:

Materiales:

- 1 Bureta de 50 mL. - 1 probeta 50 mL.

- 1 Pipeta. - Embudo de vidrio.

- Soporte universal. - Vaso de precipitación 200mL.

- 4 Matraz Erlenmeyer de 200mL. - Papel Filtro.

Reactivos:

- AgNO3 0.2M - CH3COONa 0.3M (acetato de sodio)

- Alumbre férrico saturado con HNO3 0.1 M.

- KSCN 0.2M

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Experimento N°1

Paso 1.- Preparación de las soluciones.

A)

- En una probeta medir 20 ml de AgNO3 a 0,2M vaciar un vaso de precipitado y en la

probeta 15ml de CH3COONa y verter en el vaso.

20mL AgNO3 0.2M+

15 ml CH3COONa

- agitar hasta formar un precipitado de color blanco.

- después filtrar.

- De solución filtrada tomar 20ml y vaciar en un matraz y agregar 2ml del alumbre

férrico saturado con HNO3 a 0.1 M.

- colocar la bureta en el soporte universal y llenar en ella KSCN a 01M hasta el punto

0; Dejar caer en la solución saturada gota a gota una solución de KSCN. Agitando

constantemente hasta que se logre un color rojo permanente.

B) Repetir estos pasos con 20ml de AgNO3 a 0,2M y 25 ml de CH3COONa.

20mL AgNO3 0.2M+

25 ml CH3COONa

Anotaciones y cálculo de datos

AgNO3 (aq) + CH3COONa (aq) -------- CH3COOAg (ac) + NaNO3 (s)

A.

COMPUESTO VOLUME

N

CONCENTRACI

ÓN

AgNO3 20 ml 0.2 M

CH3COONa 15 ml --------

Alumbre Férrico sat. con HNO3 2ml 0,1M

KSCN 2ml 0,1M

B.

COMPUESTO VOLUME

N

CONCENTRACI

ÓN

AgNO3 20 ml 0.2 M

CH3COONa 25 ml --------

Alumbre Férrico sat. con HNO3 2ml 0,1M

KSCN 2ml 0,1M

Kps = [CH3COO-] [Ag+]

[CH3COOAg]

Donde:

[CH3COO-] = Concentración molar de iones acetato

[Ag+] = Concentración molar de iones plata

[CH3COOAg] = Concentración molar del acetato de plata

Pero como la concentración molar del acetato de plata se considera constante, es igual a la unidad.

Luego la formula quedara como sigue:

Kps = [CH3COO-] [Ag+]

Para A (20mL AgNO3 0.2M +15 ml CH3COONa):

VCH3COOAg x MCH3COOAg= VKSCN x MKSCN

MCH3COOAg= (11.9mL)x(0.1M)

20mL

MCH3COOAg= 0.6 mol/L

Kps= [CH3COO] - x [Ag] +

Kps= (O.6 mol/L)(O.6mol/L)

Kps= 0.36 (mol/L) 2

Para B (20mL AgNO3 0.2M + 25 ml CH3COONa) en:

VCH3COOAg x MCH3COOAg=VKSCN x MKSCN

MCH3COOAg= (10.9mL)x(0.1M)

20mL

MCH3COOAg=0,05mol/L

Kps= [CH3COO]- x [Ag]+

Kps = (0,05mol/)(0,05mol/L)

Kps= 0,0025 (mol/L)2

CONCLUSIONES

RECOMENDACIÓN.

- Se debe incentivar a la búsqueda de elementos necesarios (reactivos) para los

laboratorios, basándose en el apoyo de los alumnos.

- Para una mejor compresión de los practicas de laboratorio se debe trabajar con lo

necesario

CUESTIONARIO

1) ¿las concentraciones del ion Ag en las disoluciones son iguales o diferentes?

Son diferentes puesto que en primer experimento resulto ser 0,6 y en el segundo resulto

0,05 esto sería debido al cambio de factores en la reacciones decir en la primera solución en

ion Ag+ era parte del soluto y en la segunda reacción el ion Ag+ forma parte del solvente.

2) Los manuales dan: para el acetato de plata una solubilidad de 0.2gr/100mL a 20°c.

Calcular el Kps para este compuesto.

CH3COOAg (ac) ⇄ Ag+ + CH3COO-

M=0,2g/0,1L

167g/mol

M= 5,99x10-4L/mol

KPS =[Ag+][CH3COO-]

Kps= (5,99x10-4 L/mol)( 5,99x10-4 L/mol)

Kps= 3.588001x10-7 L2/mol2

3) En la valoración de iones de plata con solución de tiocianato de potasio se forma un

precipitado blanco de tiocianato de plata. ¿porque mientras existe iones de plata, no se

forma el color rojizo permanente con iones férrico del indicador?

Rspt.-El acetato de plata (CH3COOAg) precipitado principalmente por tratarse de una sal

poco soluble, porque provoca la disminución de la solubilidad de dicha sustancia.

4) En la valoración de iones de plata con solución KSCN se forma un precipitado blanco de

AgSCN. ¿Por qué mientras existe iones de plata no se forma el color rojo permanente con

iones férricos del indicador(alumbre férrico.

Rspt.- Mientras exista iones plata, no se forma el color rojo permanentemente porque en el

punto inicial no reacciones con los iones tiocianato(SCN-) pero en el punto final reacciona

dando origen al color rojo intenso debido a la formación del complejo.

BIBLIOGRAFIA

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