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1
Equilibrio de precipitación
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2
Equilibrios de solubilidad
AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Kps = [Ag+][Cl-]
Kps es la constant e del producto de solubilidad
MgF2 (s) Mg2+ (aq) + 2F- (aq) Ksp = [Mg2+][F-]2
Ag2CO3 (s) 2Ag+ (aq) + CO32- (aq) Ksp = [Ag+]2[CO3
2-]
Ca3(PO4)2 (s) 3Ca2+ (aq) + 2PO43- (aq) Ksp = [Ca2+]3[PO3
3-]2
Disolución de un sólido iónico en agua:
Q = Ksp Disolución saturada
Q < Ksp Disolución insaturada No precipita
Q > Ksp Disolución sobresaturada Precipita
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3
Escribe la expresión de Kps de las siguientesespecies:a) Carbonato de magnesio b) Hidróxido ferrosoc) Fostato cálcido d) Sulfuro de plata
Ksp = [Mg2+][CO32-]
Ksp = [Fe2+][OH-] 2
Ksp = [Ca2+]3[PO43-]2
Ksp = [Ag+]2[HS-][OH-]
a) MgCO3(s) Mg2+(aq) + CO32-(aq)
b) Fe(OH)2(s) Fe2+(aq) + 2OH- (aq)
c) Ca3(PO4)2(s) 3Ca2+(aq) + 2PO43-(aq)
d) Ag2S(s) 2Ag+(aq) + S2-(aq)
S2-(aq) + H2O(l) HS-(aq) + OH-(aq)
Ag2S(s) + H2O(l) 2Ag+(aq) + HS-(aq) + OH-(aq)
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5
Solubilidad molar (mol/L) es el número de moles de solutodisueltos en un 1 L de una disolución saturada.
Solubilidad (g/L) es el número de gramos de soluto disueltosen 1 L de una disolución saturada.
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6
¿Cuál es la solubilidad del AgCl en g/L ?
AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Inicial (M)
Cambio (M)
Equilibrio (M)
0.00
+s
0.00
+s
s s
s = Ksp√ = 1.3 x 10-5
[Ag+] = 1.3 x 10-5 M [Cl-] = 1.3 x 10-5 M
Solubilidad AgCl = 1.3 x 10-5 mol AgCl
1 L soln143.35 g AgCl
1 mol AgClx = 1.9 x 10-3 g/L
Ksp = 1.6 x 10-10 = [Ag+][Cl-] = s2
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Relación entre la solubilidad y Kps a 250C
Fórmula Kps Solubilidad (M)
MgCO3 3.5 x 10-8 1.9 x 10-4
PbSO4 1.6 x 10-8 1.3 x 10-4
BaCrO4 2.1 x 10-10 1.4 x 10-5
Ca(OH)2 5.5 x 10-6 1.2 x 10-2
BaF2 1.5 x 10-6 7.2 x 10-3
CaF2 3.2 x 10-11 2.0 x 10-4
Nº de iones
2
2
2
3
3
3
3 Ag2CrO4
Catión:Anión
1:1
1:1
1:1
1:2
1:2
1:2
2:1 2.6 x 10-12 8.7 x 10-5
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Si se añaden 2 mL de NaOH 0.2 M a 1 L de CaCl2 0.1 M, ¿se formará un precipitado?
Los iones presentes en la disolución son Na+, OH-, Ca2+, Cl-.
Solamente es posible la precipitación de Ca(OH)2.
¿Es Q > Kps para el Ca(OH)2?
[Ca2+]0 = 0.100 M [OH-]0 = 4.0 x 10-4 M
Kps = [Ca2+][OH-]2 = 8.0 x 10-6
Q = [Ca2+]0[OH-]02 = 0.10 x (4.0 x 10-4)2 = 1.6 x 10-8
Q < Kps No se formará ningún precipitado
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Precipitación fraccionada
Cuando en una disolución hay varios iones capaces de precipitar con un reactivo común es posible precipitar escalonadamente dichos iones en determinadas condiciones, hasta llegar a un punto en que la precipitación puede ser simultánea.
A1- + B+ A1B
A2- + B+ A2B
Si K(A1B) < K(A2B)
K(A1B) = [A1-][B+]
K(A2B) = [A2-][B+]
[A1-]
[A2-]
K(A1B)
K(A2B)=
[A1-]
[A2-]
K(A1B)
K(A2B)>
[A1-]
[A2-]
K(A1B)
K(A2B)<
[A1-]
[A2-]
K(A1B)
K(A2B)=
Precipitará sólo A1-
Precipitará sólo A2-
Precipitaran ambos en esa relación
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A una disolución que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ por litro, se añade H2SO4 diluido hasta comienzode precipitación. Indicar la naturaleza del precipitadoformado.
K(SrSO4)
K(BaSO4)=
2,8 × 10-7
10-10 = 2800
1087
=[Sr2+] = 0,1150,01137
=[Ba2+] = 7,2 × 10-5
[Sr2+][Ba2+]
0,1157,2 × 10-5= = 1570
1570 < 2800, luego precipita BaSO4
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Efecto del ion común en la solubilidad
adición CrO42-
PbCrO4(s) Pb2+(aq) + CrO42-(aq)
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El efecto del ion común y la solubilidad
La presencia de un ion común disminuye la solubilidad de la sal.
¿Cuál es la solubilidad molar del AgBr en (a) aguapura y (b) NaBr 0.001 M?
AgBr (s) Ag+ (aq) + Br- (aq)
Kps = 7.7 x 10-13
s2 = Kps
s = 8.8 x 10-7
NaBr (s) Na+ (aq) + Br- (aq)
[Br-] = 0.0010 M
AgBr (s) Ag+ (aq) + Br- (aq)
[Ag+] = s [Br-] = 0.0010 + s ≈ 0.0010
Kps = 0.0010 x s s = 7.7 x 10-1016.8
+ s + sCI 0.001
E 0.001 + ss
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El efecto salino y la solubilidad
La presencia sales extrañas aumenta la solubilidad de la sal.
AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Kps = 1.6 x 10-10 = |Ag+ | × |Cl-|
Al ↑ [salina] ↑la fuerza iónica(I) ↓fAg+ y fCl- → ↑ [Ag+] y [Cl-], el AgCl se disolverá en mayor proporción
= [Ag+]×fAg+ [Cl-]×fCl-
[Ag+]×[Cl-] = 1.6 x 10-10
fAg+ × fCl-
- log f = O,5 Zi2 √ I ; I = ½ ΣCiZi
2 = ½ (C1Z12 + C2Z2
2 + …..)
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pH y solubilidad: efecto del ion común
La presencia de un ion común disminuye la solubilidad.
Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) + 2OH- (aq)
Kps = [Mg2+][OH-]2 = 1.2 x 10-11
Kps = (s)(2s)2 = 4s3
4s3 = 1.2 x 10-11
s = 1.4 x 10-4 M
[OH-] = 2s = 2.8 x 10-4 MpOH = 3.55 pH = 10.45
A pH inferiores a 10.45
↓ [OH-]
OH- (aq) + H+ (aq) H2O (l)
quitamos
Aumenta la solubilidad Mg(OH)2
A pH superiores a 10.45
↑ [OH-]
añadimos
Disminuye la solubilidad Mg(OH)2
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pH y solubilidad
1. Los precipitados formados por un anión básico (BO3-, CrO3
2-, C2O4
2-...) se disuelven en ácidos fuertes (por formación de un ácido débil).
BaCO3 + 2H+ Ba2+ + H2CO3
H2CO3 CO32- + 2H+ CO2 + H20
2. Los precipitados formados por un catión ácido (NH4+) se
disuelven en bases fuertes (por formación de una base débil).
NH4+ + OH- NH3 + H2O
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¿Cómo afecta a la solubilidad de los compuestos iónicosla adición de H3O+ procedes de un ácido fuerte?
a) PbBr2 b) Cu(OH)2 c) FeS
Br- es el anión de un ácido fuerte. No tiene ningúnefecto.
OH- es el anión un ácido débil (agua). Por tanto el equilibrio se desplaza hacia la derecha y aumenta la solubilidad.
S2- es el anión de un ácido débil y reacciona con el agua paraproducir iones OH-.
La formación de ambos ácidos débiles aumenta la solubilidaddel FeS.
a) PbBr2(s) Pb2+(aq) + 2Br-(aq)
b) Cu(OH)2(s) Cu2+(aq) + 2OH-(aq)
c) FeS(s) Fe2+(aq) + S2-(aq)
FeS(s) + H2O(l) Fe2+(aq) + HS-(aq) + OH-(aq)
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18
Equilibrio de iones complejos (T. de Werner)
Ion complejo : ion que contiene un catión metálico central unido a una o más moléculas o iones.
Co2+ (aq) + 6NH3 (aq) [Co(NH3)6]3+ (aq)átomo central
ligandosíndice de coordinación
Ligando : moléculas o iones que rodean al metal en un ion complejo y que tiene al menos un par de e- no compartidos.
H
O
H
• • •• • •
H
N
HH• •
••Cl• •
••-
••C O••
Compuesto de coordinación : especie neutra que contieneuno o más iones complejos.
[Co(NH3)6]Cl3
Ácido Lewis Base Lewis
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Equilibrio de iones complejos (T. de Werner)
Un ion complejo es un ion que contiene un catión metálicocentral unido a una o más moléculas o iones.
Co2+ (aq) + 4Cl- (aq) CoCl4 (aq)2-
Kf =[CoCl4 ]
[Co2+][Cl-]42-
La constante de estabilidad o de formación (Kf) es la constante del equilibrio para la formación del ion complejo.
Co(H2O)62+ CoCl4
2-
Kfestabilidadcomplejo
átomo central
ligandosíndice de coordinación
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20
Compuestos de coordinación
Átomo donador: Átomo de un ligando que está unidodirectamente al átomo metálico.
H
O
H
• • •• • •
H
N
HH
Número de coordinación : El número de átomos donadoresque rodean al átomo metálico central en el ión complejo.
Ligandos con:
Un átomo donor monodentado
Dos átomos donadores bidentado
Tres átomos donadores polidentado
H2O, NH3, Cl-
etilendiamina
EDTA
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H2N CH2 CH2 NH2• • • •
Ligando bidentado Ligando polidentado(EDTA)
Los ligandos bidentados y polidentados reciben el nombre de agentes quelantes
Compuestos de coordinación
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Algunos ligando comunes
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23
¿Cuál es el número de oxidación del metal en K[Au(OH)4] y en [Cr(NH3)6](NO3)3 ?
OH- tiene carga -1
K+ tiene carga +1
? Au + 1 + 4x(-1) = 0
Au = +3
NO3- tiene carga -1
NH3 no tiene carga
? Cr + 6x(0) + 3x(-1) = 0
Cr = +3
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24
Nomenclatura de los compuestos de coordinación
1. El catión se escribe antes que el anión.
2. Primero se nombran los L en orden alfabético, y al final el ion metálico.
3. El nombre de los L anionicos terminan en -o. Los L neutrostoman el nombre de la molécula, excepto el H2O (acuo), CO (carbonilo) y NH3 (amino).
4. Cuando hay mas de un L se utilizan los prefijos di-, tri-, tetra-, penta-, y hexa-. Si el L ya contiene uno de estos prefijos, se utilizan los prefijos bis, tris, y tetraquis.
5. El EO del metal se escribe con nº romanos entre paréntesisdespués del nombre del metal.
6. Si el complejo es un anión, su nombre termina en –ato.
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27
¿Nombra el compuesto [Cr(H2O)4Cl2]Cl ?
Cloruruo de tetraacuodiclorocromo(III)
Escribe la fórmula del sulfato de tris(etilendiamino)cobalto(II)
[Co(en)3]SO4
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28
Nombra o formula: a) Na3[AlF6], b) b) [Co(en)2Cl2]NO3, c) tetraaminebromochloroplatinum(IV) chloride, d) hexaaminecobalt(III) tetrachloro-ferrate(III)
a) El ion complejo es [AlF6]3-.
Los ligandos son seis (hexa-) fluoruros (fluoro-): hexafluoroEl aluminio es el ion metálico central: aluminato
El ion aluminio sólo tiene número de oxidación +3, por lo que no se necesita ningún numeral.
hexafluoroaluminato sódico
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29
b) Hay dos ligandos, el cloro y el etilendiamino: dicloro, bis(etilendiamino)
Es un complejo cationico y el EO del Co lo escribimos con nºromanos (III)
El anión nitrato, se nombra al principio.
Nitrato de diclorobis(etilendiamino)cobalto(III)
Cloruro de tetraaminobromocloroplatino(IV)c) 4 NH3 Br
-Cl�-
Cl-
Pt4+
[Pt(NH3)4BrCl]Cl2d)
hexaaminecobalt(III) tetrachloro-ferrate(III)6 NH3 Co3+ 4 Cl- Fe3
+
[Co(NH3)6][Cl4Fe]3
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30
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31
Qualitative Analysis of
Cations
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32
Flame Test for Cations
lithium sodium potassium copper
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33
Cr(NH3)63+, un ion complejo típico
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34
Constantes de formación (Kf) de algunos iones complejos a 25 ºC
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35
Una industria química convierte Zn(H2O)42+ en
Zn(NH3)42+, más estable, mezclando 50 L de
Zn(H2O)42+ 0.002M y 25 L de NH3 0.15M. ¿Cuál es la
[Zn(H2O)42+] final? Kf del Zn(NH3)4
2+ = 7.8 x 108.
[NH3]inicial = (25 L)(0.15M)75 L
= 5 x 10-2M
[Zn(H2O)42+]incial =
75 L= 1.3 x 10-3M
(50L)(0.002M)
Zn(H2O)42+(aq) + 4NH3(aq) Zn(NH3)4
2+(aq) + 4H2O(l)
[Zn(NH3)42+]
[Zn(H2O)42+][NH3]4
Kf = = 7.8x108
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36
InicialCambioEquilibrio
1.3x10-3 5.0x10-2 0 --1.3x10-3 -4(1.3x10-3M) (+1.3x10-3) -
x 4.5x10-2 1.3x10-3 -
Kf =[Zn(NH3)4
2+]
[Zn(H2O)42+][NH3]4
= 7.8x108 =1.3x10-3
x(4.5x10-2)
x = 4.1x10-7M
Zn(H2O)42+(aq) + 4NH3(aq) Zn(NH3)4
2+(aq) + 4H2O(l)
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En el revelado de una pelicula en blanco y negro, el exceso de AgBr es eliminado mediante una disoluciónacuosa de tiosulfato sódico (), produciendosa la formación del ion complejo Ag(S2O3)2
3-. Calcula la solubilidad del AgBr en a) H2O; b) Na2S2O3 1M. Kf del Ag(S2O3)2
3- es 4.7x1013 y Kps AgBr es 5.0x10-13.
s = [AgBr]disuelto = [Ag+] = [Br-] Kps = s2 = 5 x 10-13; s = 7.1 x 10-7M
a)
b)
AgBr(s) Ag+(aq) + Br-(aq) Kps = [Ag+][Br-] = 5 x 10-13
AgBr(s) Ag+(aq) + Br-(aq)
Ag+(aq) + 2S2O32-(aq) Ag(S2O3)2
3-(aq)
AgBr(s) + 2S2O32-(aq) Br-(aq) + Ag(S2O3)2
3-(aq)
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Kglobal = Kps x Kf = [Br-][Ag(S2O3]23-
[AgBr][S2O32-]2
= (5.0x10-13)(4.7x1013) = 24
InicialCambioEquilibrio
--
-
1-2s
1 – 2s
0 0+s +s
s
Kglobal =s2
(1 – 2s)2 = 24 s1 - 2s
= (24)1/2
S = [Ag(S2O3)23-] = 0.45M
AgBr(s) + 2S2O32-(aq) Br-(aq) + Ag(S2O3)2
3-(aq)
s
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39
• Por:
Dr. J.A. Organero Gallego
www.quimicafisica.es
Universidad de Castilla la-Mancha
UCLM