Dissoluzione di sali insolubili per complessazione

Vi sono sali poco solubili in cui uno il catione può formare un complesso solubile rendendo possibile la dissoluzione del sale stesso.

Ciò avviene se la costante di formazione è tale che la concentrazione dello ione metallico non complessato è così piccola da non superare prodotto di solubilità.

Consideriamo ad esempio la fase di fissaggio della pellicola fotografica in cui solo nei grani esposti alla luce con formazione di atomi neutri di argento e va eliminato il bromuro di argento residuo.

Il fissatore è il tiosolfato di sodio, capace di legarsi con AgBr formando un complesso solubile che viene portato via attraverso numerosi lavaggi della pellicola. Consideriamo infatti gli equilibri coinvolti:

AgBr(s)Ag+(aq) + Br(aq)   Kps = 5.0 ∙ 10-13

Ag+(aq) + 2 S2O32-(aq)  Ag(S2O3)3-(aq)    K= 2.9 ∙ 1013

Il bromuro di argento si solubilizza se lo ione complesso è sufficientemente forte da ridurre la concentrazione dello ione argento in modo tale che il prodotto delle concentrazioni di ione argento e ione bromuro sia minore del Kps. Per valutare se ciò avviene consideriamo la reazione complessiva:

AgBr(s) + 2 S2O32-(aq)  Ag(S2O3)3-(aq)    + Br(aq)

La costante relativa a questo equilibrio è data dal prodotto tra Kps e Kf:

K = Kps · Kf = 5.0 ∙ 10-13 · 2.9 ∙ 1013 = 15

Essendo K = [Ag(S2O3)3-][ Br]/[ S2O32-]2

Poiché la costante relativa a questo equilibrio è maggiore di 1 una quantità significativa di AgBr si solubilizzerà in soluzione.

Per determinare la quantità che si solubilizza consideriamo ad esempio un litro di soluzione di tiosolfato 1.0 M.

Nell’equilibrio di dissoluzione di AgBr in acqua la concentrazioni di Ag+ e di Br sono uguali:

[Ag+]=[Br]= x

In particolare la solubilità molare è data da 5.0 ∙ 10-13 = (x)(x) quindi x = 7.1 ∙ 10-10 M

Nella soluzione di tiosolfato tutto lo ione argento si trova nella forma complessata Ag(S2O3)3- pertanto:

[Ag(S2O3)3- ] = [Br]= x

All’equilibrio [S2O32-] = 1.0 – 2x

Sostituendo questi dati nell’espressione di K si ha:

K = [Ag(S2O3)3-][ Br]/[ S2O32-]2 = (x)(x)/(1.0-2x)2 = x2/1.0 + 4x2 -4x = 15

Moltiplicando per il denominatore:

15 + 60x2 -60x = x2

Riordinando:

59x2 – 60x+15=0

Risolvendo l’equazione di 2° si ottengono 2 radici:

x1= 0.57 e x2 = 0.44

La prima radice va scartata in quanto 1.0 – 2(0.57)= – 0.14 e quindi la concentrazione di tiosolfato sarebbe negativa quindi va presa in considerazione la seconda radice. Ciò implica che in 1 L di soluzione di tiosolfato 1.0 M si sciolgono 0.44 moli di AgBr e pertanto risulta conveniente l’utilizzo del tiosolfato nella fase di fissaggio

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Author: Chimicamo

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