Solubilizzazione di precipitati con formazione di complessi
La solubilizzazione di precipitati può avvenire variando il pH come la solubilizzazione degli idrossidi o con formazione di complessi. Un fattore che diminuisce la solubilizzazione di un precipitato è l’aggiunta di un sale contenente uno ione in comune
I complessi o composti di coordinazione sono caratterizzati da:
- Uno ione positivo che agisce da acido di Lewis che può accettare uno o più doppietti elettronici negli orbitali d
- Uno o più leganti che agiscono da basi di Lewis in grado di donare un doppietto elettronico
- Uno ione necessario a garantire l’elettroneutralità
Effetto sulla solubilità per la formazione di un complesso
La solubilità di un sale poco solubile può essere aumentata se uno dei suoi ioni partecipa a una reazione in quanto, per il principio di Le Chatelier, sottraendo uno degli ioni l’equilibrio si sposta verso destra.
Le reazioni a cui può partecipare uno ione sono di tipo acido-base, complessazione o ossidoriduzione.
Consideriamo una soluzione satura di AgBr che si dissocia secondo l’equilibrio:
AgBr(s) ⇄ Ag+(aq) + Br–(aq) (1)
regolato da un Kps pari a 5.0 · 10-13.
Aggiungendo a tale soluzione ammoniaca si forma il complesso diamminoargento secondo l’equilibrio:
Ag+(aq) + 2 NH3(aq) ⇄ Ag(NH3)2+(aq) (2)
regolato dalla costante di formazione Kf che vale 1.6 · 106
Lo ione Ag+ viene sottratto all’equilibrio di solubilità e l’equilibrio si sposta verso destra con conseguente aumento di solubilità del sale.
L’espressione del Kps è:
Kps = [Ag+][Br–]
L’espressione della Kf è:
Kf = Ag(NH3)2+/[Ag+][NH3]2
Sommando l’equilibrio (1) all’equilibrio (2) si ottiene:
AgBr(s) + 2 NH3(aq) ⇄ Ag(NH3)2+(aq) + Br–(aq)
L’espressione della costante relativa a questo equilibrio è:
K = [Ag(NH3)2]+ [ Br–] / [NH3]2
Il valore di K può essere ottenuto dal prodotto di Kps e Kf ovvero:
K = 5.0 · 10-13 · 1.6 · 106 = 8.0 · 10-6
Esercizio
Calcolare le moli di AgBr che si solubilizzano in 1.0 L di NH3 a concentrazione 1.0 M
Costruiamo una I.C.E. chart:
| AgBr | 2 NH3 | ⇄ | Ag(NH3)2+ | Br– | |
| Stato iniziale | 1.0 | // | // | ||
| Variazione | -2x | +x | +x | ||
| Equilibrio | 1.0-2x | x | x |
Sostituendo questi valori nell’espressione della costante di equilibrio si ha:
K = 8.0 · 10-6 = (x)(x)/(1.0-2x)2 = x2/(1.0-2x)2
Estraendo la radice da ambo i membri si ha:
0.0028 = x/1.0-2x
0.0028 – 0.0056 x = x
Da cui x = 2.78 · 10-3 M
Moli = 2.78 · 10-3 mol/L · 1.0 L = 2.78 · 10-3
Questo valore è circa 4000 volte maggiore rispetto a quello che si ottiene in acqua pura.
il 17 Giugno 2020