Nell’ambito dello studio degli equilibri eterogenei si può presentare il caso di una soluzione contenente un catione a concentrazione nota che forma un idrossido poco solubile e si voglia determinare la concentrazione necessaria di una base debole per far avvenire la precipitazione.
Esercizio
Una soluzione di FeCl2 ha concentrazione 0.0030 M . Si determini la concentrazione di NH3 necessaria per far avvenire la precipitazione di Fe(OH)2 sapendo che il valore di Kps è di 1.6 ∙ 10-14 e che Kb = 1.8 ∙ 10-5
Il cloruro di ferro (II) è un sale solubile pertanto in soluzione si ha che [Fe2+] = 0.0030 M
L’espressione del prodotto di solubilità è:
Kps = 1.6 ∙ 10-14 = [Fe2+][OH–]2
Sostituendo nell’espressione la concentrazione dello ione ferro si ha:
1.6 ∙ 10-14 = (0.0030) [OH–]2
Da cui [OH–] = √1.6 ∙ 10-14 /0.0030 = 2.3 ∙ 10-6 M
Si deve quindi calcolare la concentrazione di ammoniaca necessaria affinché, dalla sua dissociazione, si abbia che [OH–] = 2.3 ∙ 10-6 M
L’equilibrio di dissociazione dell’ammoniaca è NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH–
Costruiamo una I.C.E. chart
| NH3 | H2O | ⇄ | NH4+ | OH– | |
| Stato iniziale | x | // | // | ||
| Variazione | -2.3 ∙
10-6 |
+ 2.3 ∙
10-6 |
+ 2.3 ∙
10-6 |
||
| Equilibrio | x – 2.3 ∙
10-6 |
2.3 ∙
10-6 |
2.3 ∙
10-6 |
Sostituiamo questi valori nell’espressione della Kb
Kb = 1.8 ∙ 10-5 = [NH4+][OH–]/[NH3] = (2.3 ∙ 10-6)( 2.3 ∙ 10-6)/ x-2.3 ∙ 10-6
Moltiplicando ambo i membri per il denominatore si ottiene:
1.8 ∙ 10-5 x – 4.1 ∙ 10-11 = 5.3 ∙ 10-12
1.8 ∙ 10-5 x = 4.6 ∙ 10-11
Da cui x = 2.6 ∙ 10-6 M
Affinché la precipitazione avvenga la concentrazione di ammoniaca deve essere di poco superiore a questo valore