Resolución de problemas de equilibrios de solubilidad

1. TEMA 7.- EQUILIBRIOS DE SOLUBILIDAD
PRODUCTO DE SOLUBILIDAD
1. Escribe las ecuaciones balanceadas y las expresiones del producto de solubilidad
para los equilibrios de solubilidad de los compuestos siguientes: a) CuBr; b) ZnC2O4;
c) Ag2CrO4; d) Hg2Cl2; e) AuCl3; f) Mn3(PO4)2.
a)
CuBr (s) Cu+ (ac) + Br- (ac)
𝐾 𝑃𝑆 = [𝐶𝑢+] · [𝐵𝑟−
]
b)
ZnC2O4 (s) Zn2+ (ac) + C2O42- (ac)
𝐾 𝑃𝑆 = [𝑍𝑛2+] · [𝐶2 𝑂4
2−
]
c)
Ag2CrO4 (s) 2 Ag+ (ac) + CrO42- (ac)
𝐾 𝑃𝑆 = [𝐴𝑔+
]2
· [𝐶𝑟𝑂4
2−
]
d)
Hg2Cl2 (s) Hg22+ (ac) + 2 Cl- (ac)
𝐾 𝑃𝑆 = [𝐻𝑔2
2+] · [𝐶𝑙−
]2

2. e)
AuCl3 (s) Au3+ (ac) + 3 Cl- (ac)
𝐾 𝑃𝑆 = [𝐴𝑢3+] · [𝐶𝑙−
]3
f)
Mn3(PO4)2 (s) 3 Mn2+ (ac) + 2 PO43- (ac)
𝐾 𝑃𝑆 = [𝑀𝑛2+
]3
· [𝑃𝑂4
3−
]2

3. 2. Calcula la concentración de los iones en las siguientes disoluciones saturadas: a)
[I-] en una disolución de AgI con [Ag+] = 9,1·10-9 M, b) [Al3+] en una disolución de
Al(OH)3 con [OH-] = 2,9·10-9 M.
DATOS: KPS (AgI) = 8,3·10-17; KPS [Al(OH)3] = 1,8·10-33.
a)
AgI (s) Ag+ (ac) + I- (ac), KPS (AgI) = 8,3 · 10-17
𝐾 𝑃𝑆 = [𝐴𝑔+] · [𝐼−
]
8,3 · 10−17
= (9,1 · 10−9) · [𝐼−] ; [𝑰−] = 𝟗, 𝟏 · 𝟏𝟎−𝟗
𝑴
b)
Al(OH)3 (s) Al3+ (ac) + 3 OH- (ac), KPS [Al(OH)3] = 1,8·10-33
𝐾 𝑃𝑆 = [𝐴𝑙3+] · [𝑂𝐻−
]3
1,8 · 10−33
= [𝐴𝑙3+] · (2,9 · 10−9
)3
; [𝑨𝒍 𝟑+] = 𝟕, 𝟒 · 𝟏𝟎−𝟖
𝑴

4. 3. La solubilidad molar de un compuesto iónico M2X3 (masa molar = 288 g) es 3,6·10-
17 g/L. ¿Cuál es el valor de KPS del compuesto?
M2X3 (s) 2 M3+ (ac) + 3 X2- (ac)
𝐾 𝑃𝑆 = [𝑀3+
]2
· [𝑋2−
]3
= (2𝑠)2
· (3𝑠)3
= (4𝑠2) · (27𝑠3) = 108 𝑠5
𝑠𝑖 𝒔 = 3,6 · 10−17
𝑔
𝐿
=
3,6 · 10−17 𝑔
𝐿
288
𝑔
𝑚𝑜𝑙
= 𝟏, 𝟐𝟓 · 𝟏𝟎−𝟏𝟗
𝒎𝒐𝒍
𝑳
𝑲 𝑷𝑺 = 108 · (1,25 · 10−19
)5
= 𝟑, 𝟑 · 𝟏𝟎−𝟗𝟑

5. EFECTO DEL ION COMÚN
4. El producto de solubilidad de PbBr2 es 8,9·10-6. Determina la solubilidad molar:
a) en agua pura, b) en una disolución de KBr 0,20 M, c) en una disolución de Pb(NO3)2
0,20 M.
PbBr2 (s) Pb2+ (ac) + 2 Br- (ac), KPS (PbBr2) = 8,9·10-6
a) En agua pura:
KPS = [Pb2+] · [Br-]2
8,9 · 10−6
= 𝑠 · (2𝑠)2
= 4𝑠3
; 𝒔 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟑 𝑴
b) En una disolución de KBr 0,20 M:
8,9 · 10−6
= 𝑠 · (0,20 + 2𝑠)2
= 0,202
· 𝑠 ; 𝒔 = 𝟐, 𝟐 · 𝟏𝟎−𝟒
𝑴
c) En una disolución de Pb(NO3)2 0,20 M:
8,9 · 10−6
= (0,20 + 𝑠) · (2𝑠)2
= 0,20 · 4𝑠2
; 𝒔 = 𝟑, 𝟑 · 𝟏𝟎−𝟑
𝑴

6. 5. Calcula la solubilidad molar de AgCl en 1,00 L de una disolución que contiene 10,0
g de CaCl2 disuelto.
DATO: KPS (AgCl) = 1,6·10-10.
AgCl (s) Ag+ (ac) + Cl- (ac) , KPS (AgCl) = 1,6·10-10
CaCl2 (ac) Ca2+ (ac) + 2 Cl- (ac)
𝑛 (𝐶𝑎𝐶𝑙2) =
10 𝑔
111 𝑔/𝑚𝑜𝑙
= 0,09 𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑎𝐶𝑙2] =
𝑛 (𝐶𝑎𝐶𝑙2)
𝑉𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙.
= 0,09 𝑀
𝐾 𝑃𝑆 = 𝑠 · (0,09 · 2 + 𝑠) = 0,18 · 𝑠 = 1,6 · 10−10
; 𝒔 = 𝟖, 𝟗 · 𝟏𝟎−𝟏𝟎
𝑴

7. 6. Calcula la solubilidad molar de BaSO4: a) en agua, b) en una disolución que
contiene SO42- 1,0 M.
DATO: KPS (BaSO4) = 1,1·10-10.
BaSO4 (s) Ba2+ (ac) + SO42- (ac) , KPS = 1,1·10-10
a) En agua:
𝐾 𝑃𝑆 = [𝐵𝑎2+] · [𝑆𝑂4
2−
]
1,1 · 10−10
= 𝑠2
; 𝒔 = 𝟏, 𝟎𝟓 · 𝟏𝟎−𝟓
𝑴
b) En una disolución que contiene iones SO42- 1,0 M:
1,1 · 10−10
= 𝑠 · (1,0 + 𝑠); 𝒔 = 𝟏, 𝟏 · 𝟏𝟎−𝟏𝟎
𝑴

8. EvAU
7. La solubilidad del carbonato de plata, a 25 oC, es 0,0318 g·L-1.
a) Escribe el equilibrio de solubilidad de esta sal en agua.
b) Calcula la concentración molar de ion plata en una disolución saturada de
carbonato de plata, a 25 oC.
c) Calcula la constante del producto de solubilidad del carbonato de plata a 25
oC.
d) Explica, con un ejemplo, cómo variará la solubilidad de esta sal por efecto de
un ion común.
DATOS: Masas atómicas: C = 12,0; O = 16,0; Ag = 107,9.
Ag2CO3 (s) 2 Ag+ (ac) + CO32- (ac), KPS = [Ag+]2 · [CO32-]
𝒔 = 3,18 · 10−2
𝑔
𝐿
·
1 𝑚𝑜𝑙
275,8 𝑔
= 𝟏, 𝟏𝟓𝟑 · 𝟏𝟎−𝟒
𝒎𝒐𝒍
𝑳
𝑨𝒈 𝟐 𝑪𝑶 𝟑
[𝑨𝒈+] = 2 · 𝑠 = 𝟐, 𝟑 · 𝟏𝟎−𝟒
𝒎𝒐𝒍
𝑳
𝑲 𝑷𝑺 = (2𝑠)2
· 𝑠 = 4 · 𝑠3
= 4 · (1,153 · 10−4
)3
= 𝟔, 𝟏𝟑 · 𝟏𝟎−𝟏𝟐
Se añade AgNO3 0,01 M:
𝐾 𝑃𝑆 = (0,1 + 2 · 𝑠)2
· 𝑠 = 0,01 · 𝑠 ; 𝒔 =
6,13 · 10−12
0,01
= 𝟔, 𝟏𝟑 · 𝟏𝟎−𝟏𝟎
𝑴

9. 8. A una disolución que contiene bromuro de potasio y cromato de sodio se añade
lentamente una disolución de nitrato de plata.
a) Formula los equilibrios de precipitación que tienen lugar.
b) Calcula, en mol·L-1 y en g·L-1, la solubilidad de las sales que precipitan.
c) ¿Qué tipo de disolución podría añadirse para disminuir la solubilidad de
ambas sales?
DATOS: KS (AgBr) = 5,0·10-13, KS (Ag2CrO4) = 1,9·10-12. Masas atómicas: O = 16,0; Cr
= 52; Br = 80; Ag = 108.
a)
AgBr (s) Ag+ (ac) + Br- (ac), KPS (AgBr) = 5,0·10-13
Ag2CrO4 (s) 2 Ag+ (ac) + CrO42- (ac), KPS (Ag2CrO4) = 1,9·10-12
b)
𝐾 𝑃𝑆 = [𝐴𝑔+] · [𝐵𝑟−] ; 5,0 · 10−13
= 𝑠2
𝒔 = 𝟕, 𝟎𝟕 · 𝟏𝟎−𝟕
𝒎𝒐𝒍
𝑳
𝒔 = 7,07 · 10−7
𝑚𝑜𝑙
𝐿
·
188 𝑔
𝑚𝑜𝑙
= 𝟏, 𝟑𝟑 · 𝟏𝟎−𝟒
𝒈
𝑳
𝐾 𝑃𝑆 = [𝐴𝑔+
]2
· [𝐶𝑟𝑂4
2−]; 1,9 · 10−12
= (2𝑠)2
· 𝑠 = 4𝑠3
𝒔 = 𝟕, 𝟖 · 𝟏𝟎−𝟓
𝒎𝒐𝒍
𝑳
𝒔 = 7,8 · 10−5
𝑚𝑜𝑙
𝐿
·
332 𝑔
𝑚𝑜𝑙
= 𝟐, 𝟔 · 𝟏𝟎−𝟐
𝒈
𝑳
c) Una disolución de una sal soluble de plata.