Efeito do ião comum
A Beatriz deixa cair um pouco de cloreto de prata sólido em dois gobelés: um com água pura e outro com água salgada. Em qual deles se dissolve mais? A intuição diz «é igual, o sal é o mesmo», mas não é. Vais perceber porquê e como se calcula a diferença.
Um ião que já lá está
Um sal pouco solúvel, como o cloreto de prata, mantém com a sua solução saturada um equilíbrio de solubilidade:
$$\mathrm{AgCl\,(s)} \rightleftharpoons \mathrm{Ag^+(aq)} + \mathrm{Cl^-(aq)} \qquad K_{ps} = [\mathrm{Ag^+}]\,[\mathrm{Cl^-}]$$Em água pura, os iões $\mathrm{Ag^+}$ e $\mathrm{Cl^-}$ vêm apenas do sal que se dissolve. Mas se a solução já contiver cloreto, por exemplo por termos dissolvido NaCl, o ião $\mathrm{Cl^-}$ existe antes de o AgCl se dissolver.
Explicação com Le Châtelier
Ao juntar $\mathrm{Cl^-}$, aumenta a concentração de um dos produtos do equilíbrio. O sistema reage no sentido de a diminuir: o equilíbrio desloca-se no sentido inverso.
Em termos do quociente: no instante da adição, $Q = [\mathrm{Ag^+}][\mathrm{Cl^-}] > K_{ps}$. Como $Q > K_{ps}$, forma-se sólido (precipita AgCl) até $Q$ voltar a igualar $K_{ps}$, que só depende da temperatura.
Resultado: na solução com ião comum, a concentração de $\mathrm{Ag^+}$ no equilíbrio é menor, ou seja, dissolve-se menos sal. A solubilidade diminui.
A Beatriz deixou cair um pouco de cloreto de prata sólido em dois copos de precipitação: um com água pura e outro com uma solução de cloreto de sódio. a) Prevê em qual…
A Beatriz deixou cair um pouco de cloreto de prata sólido em dois copos de precipitação: um com água pura e outro com uma solução de cloreto de sódio.
- a) Prevê em qual dos gobelés o cloreto de prata se dissolve em maior quantidade.
- b) Justifica a tua previsão com base no princípio de Le Châtelier, identificando o ião comum presente no segundo gobelé.
- c) Indica uma substância, diferente do cloreto de sódio, que produziria o mesmo efeito sobre a solubilidade do cloreto de prata, e explica porquê.
Calcular a solubilidade com ião comum
Seja $s$ a solubilidade do AgCl (em mol/dm³) numa solução de NaCl $0{,}10\ \mathrm{mol/dm^3}$. Constrói-se uma tabela de equilíbrio:
| $[\mathrm{Ag^+}]$ | $[\mathrm{Cl^-}]$ | |
|---|---|---|
| Inicial | 0 | 0,10 |
| Variação | $+s$ | $+s$ |
| Equilíbrio | $s$ | $0{,}10 + s$ |
Uma turma comparou a solubilidade do cloreto de prata em dois meios diferentes, a 25 °C, como mostra a figura. Na água pura, a solubilidade do cloreto de prata é…
Uma turma comparou a solubilidade do cloreto de prata em dois meios diferentes, a 25 °C, como mostra a figura.
Na água pura, a solubilidade do cloreto de prata é $s = 1,3\cdot10^{-5}\ \text{mol/dm}^3$. O produto de solubilidade do sal a 25 °C é $K_{ps} = 1,8\cdot10^{-10}$.
- a) Sendo $s$ a solubilidade do cloreto de prata na solução de cloreto de sódio $0,10\ \text{mol/dm}^3$, escreve a expressão de $K_{ps}$ em função de $s$ e de $0,10$.
- b) Justifica que se pode fazer a aproximação $0,10 + s \approx 0,10$.
- c) Calcula a solubilidade do cloreto de prata nessa solução e compara-a com a solubilidade em água pura, indicando quantas vezes diminuiu.
O efeito contrário: remover um ião
Se uma espécie reagir com um dos iões e o retirar do equilíbrio, o sal dissolve-se mais. É o que acontece com o hidróxido de magnésio, $\mathrm{Mg(OH)_2}$, num meio ácido:
$$\mathrm{Mg(OH)_2\,(s)} \rightleftharpoons \mathrm{Mg^{2+}(aq)} + 2\,\mathrm{OH^-(aq)} \qquad K_{ps} = [\mathrm{Mg^{2+}}][\mathrm{OH^-}]^2$$Os iões $\mathrm{H_3O^+}$ do ácido reagem com $\mathrm{OH^-}$ formando água: $\mathrm{H_3O^+ + OH^- \rightarrow 2\,H_2O}$. Ao diminuir $[\mathrm{OH^-}]$, tem-se $Q < K_{ps}$ e o equilíbrio desloca-se no sentido direto: mais sólido dissolve-se. Por isso o leite de magnésia, uma suspensão de $\mathrm{Mg(OH)_2}$, neutraliza o ácido do estômago.
Para a solubilidade molar $s$ do $\mathrm{Mg(OH)_2}$ (sal do tipo $\mathrm{AB_2}$) em água pura: $[\mathrm{Mg^{2+}}] = s$ e $[\mathrm{OH^-}] = 2s$, logo $K_{ps} = s\,(2s)^2 = 4s^3$.
Para a teoria geral do $K_{ps}$ e da solubilidade molar, vê o apartado Produto de solubilidade.
O hidróxido de magnésio, $\mathrm{Mg(OH)2}$, é o ingrediente ativo do «leite de magnésia», uma suspensão usada como antiácido. É um composto pouco solúvel, com…
O hidróxido de magnésio, $\mathrm{Mg(OH)_2}$, é o ingrediente ativo do «leite de magnésia», uma suspensão usada como antiácido. É um composto pouco solúvel, com $K_{ps} = 1,8\cdot10^{-11}$ a 25 °C.
- a) Escreve a equação do equilíbrio de solubilidade do hidróxido de magnésio e calcula a sua solubilidade molar em água pura, a 25 °C.
- b) No estômago existe ácido clorídrico, que fornece iões $\mathrm{H_3O^+}$. Explica, com base no princípio de Le Châtelier, por que razão o hidróxido de magnésio se dissolve muito melhor em meio ácido do que em água pura.
- c) Prevê, justificando, o que acontece à quantidade de hidróxido de magnésio dissolvido se for adicionada uma solução concentrada de hidróxido de sódio a uma solução saturada do composto.