Cálculo de solubilidade a partir do KPS

Cálculo de solubilidade a partir do KPS

Cálculo de solubilidade a partir do KPS

Na tabela abaixo são dadas as expressões de K PS para sais de diversos tipos. Todas as expressões são baseadas em equilíbrios como os que foram mostrados no módulo anterior, como por exemplo:

Como temos dois mols de alumínio e três mols de sulfeto para cada mol de sulfeto de alumínio que for dissolvido, a solubilidade será:

s = [Al+3] / 2 = [S-2] / 3

Assim, Kps = (2s)2 (3s)3 = 108 s5

Tipo de sal

EXEMPLO

Kps =

AB

NaCl

S2

A2B

Na2S

4 S3

AB2

BaCl2

4 S3

A3B

Na3N

27 S4

AB3

AlBr3

27 S4

A2B3

Bi2S3

108 S5

A3B2

Ca3(PO4)2

108 S5

A4B

Cu4[Fe(CN)6]

256 S5

A4B3

Al4[Fe(CN)6]3

6912 S7

Se você tiver a solubilidade e quiser calcular o Kps basta usar as expressões acima, dependendo do tipo de sal em estudo.

Precipitação controlada de sais

A separação entre dois compostos pode ser, em alguns casos, controlada pela concentração de uma das espécies em solução. Vamos considerar dois casos:Caso 1: Qual deve ser a menor concentração de fluoreto para que se possa separar os fluoretos de bário e de cálcio? Dados: Kps (CaF2) = 4.10-11 e Kps (BaF2) = 1,7.10-6Inicialmente vamos calcular a concentração de sulfeto necessária para cada sal:CaF2 – sal do tipo AB2: Kps = 4S3 e S = [Ca+2] = [F-] / 2S = (4.10-11 / 4 )1/3 e S = 2,15. 10-4 M = [F-] / 2 e portanto [F-] = 2 x 2,15. 10-4 M[F-] = 4,30. 10-4 MDa mesma forma, para o BaF2:BaF2 – sal do tipo AB2: Kps = 4S3 e S = [Ba+2] = [F- ] / 2S = (1,7.10-6 / 4 )1/3 e S = 7,52. 10-3 M = [F- ] / 2 e portanto [F- ] = 2 x 7,52. 10-3 M [F-] = 1,54. 10-2 MISTO SIGNIFICA QUE:

  • até que a concentração de fluoreto atinja 4,3.10-4 M não haverá a precipitação do CaF2 NEM do BaF2

  • enquanto a concentração de fluoreto em solução for maior que 4,3.10-4 M mas menor que 1,54. 10-2 M, somente o CaF2 será precipitado

  • se a concentração de fluoreto for maior que 1,54. 10-2 M os dois sais serão precipitados.

PORTANTO, a menor concentração de fluoreto que permite a separação é 4,3. 10-4 M. Veja uma representação gráfica da situação:

Caso 2: Qual o menor valor de pH que permitiria a separação de alumínio e cobre (II) pela precipitação seletiva de seus hidróxidos? Dados os Kps de Al(OH)3 e Cu(OH)2, respectivamente: 2,0.10-32 e 1,6.10-19Inicialmente vamos verificar qual deverá ser a concentração de OH- necessária para iniciar a precipitação em cada caso:Al(OH)3

 

S

3 S

Kps = (S) (3S)3 = 27 S4 = 2,0.10-32Portanto S = [OH-] / 3 = 5,22.10-9 / 3 = 1,74.10-9 M, o que leva apOH = 8,76, ou pH = 5,24Cu(OH)2

 

S

2 S

Kps = (S) (2S)2 = 4 S3 = 1,6.10-19Portanto S = [OH- ] / 2 = 3,42.10-7 / 2 = 1,71.10-7 M, o que leva apOH = 6,77, ou pH = 7,23Assim, o menor valor de pH que permite a separação é 5,24. Analisando todas as regiões de pH, temos que:1) abaixo de pH 5,24 não há nenhuma precipitação

2) entre pH 5,24 e 7,23 ocorre a precipitação apenas do hidróxido de alumínio

3) acima de pH 7,23 ocorre a precipitação dos dois hidróxidos

 

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