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Home Stechiometria

La precipitazione frazionata. Esercizi

di Chimicamo
17 Dicembre 2022
in Stechiometria
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Precipitazione frazionata. Esercizi svolti- chimicamo

Precipitazione frazionata. Esercizi svolti- chimicamo

La precipitazione frazionata o selettiva è la precipitazione completa del sale meno solubile prima che inizi a precipitare il secondo sale più solubile.

Se due cationi formano sali poco solubili con uno stesso anione, il sale meno solubile sarà il primo a precipitare quando una soluzione che contiene entrambi i cationi viene trattata con lo stesso precipitante.

Esercizi

1)      Una soluzione di BaCl2 1.0 M  viene addizionata a una soluzione che è 1.0 ∙ 10-4 M in solfato di sodio e  1.0 ∙10-4 M  in seleniato di sodio. Calcolare la percentuale precipitata del primo anione quando inizia a precipitare il secondo. Si assuma che l’aggiunta della soluzione di cloruro di bario non influenzi il volume totale della soluzione in modo significativo. Il valore del Kps di BaSO4 è 1.1 ∙ 10-10 e quello di BaSeO4 è 2.8 ∙ 10-11.

Bisogna innanzi tutto valutare il sale più solubile: si noti infatti che il confronto dei valori di Kps è possibile solo se i relativi sali hanno la stessa stechiometria mentre tale confronto non è possibile per sali con stechiometria differente. Nel nostro caso l’equilibrio di dissociazione è, per i due sali rispettivamente:

BaSO4(s) ⇌ Ba2+(aq) + SO42-(aq)

BaSeO4(s) ⇌ Ba2+(aq) + SeO42-(aq)

Poiché entrambi i sali ionizzano producendo uno ione positivo e uno ione negativo possiamo confrontare il due valori del prodotto di solubilità che ci indicano che il solfato di bario è più solubile in quanto ha il Kps maggiore. La concentrazione dello ione bario, quando il solfato di bario inizia a precipitare si ottiene dal prodotto di solubilità del solfato:

1.1  ∙ 10-10 = [Ba2+] ( 1.0 ∙ 10-4)

da cui: [Ba2+] = 1.1 ∙ 10-6 M

La concentrazione dello ione seleniato quando la concentrazione dello ione bario è pari a 1.1 ∙ 10-6 M si ottiene dal Kps  del seleniato:

2.8 ∙ 10-11 = (1.1 ∙ 10-6 ) [SeO42-]

Da cui: [SeO42-] = 2.5 ∙ 10-5 M

La percentuale di seleniato rimasto in soluzione è pari a (2.5 ∙ 10-5 / 1.0 ∙ 10-4) ∙ 100 = 25% quindi quella precipitata è del 75%

  Esercizi sul calore specifico

2)      Una soluzione è 0.0099 M in nitrato di alluminio e 0.021 M in cloruro di calcio. A tale soluzione viene aggiunto fosfato di sodio. Calcolare la concentrazione del primo ione che precipita quando inizia a precipitare il secondo ione. Kps di AlPO4 = 9.8 ∙ 10-22; Kps di Ca3(PO4)2  = 2.0 x 10-29

In questo caso poiché non hanno la stessa stechiometria (la dissoluzione del fosfato di alluminio produce due ioni, mentre quella del fosfato di calcio ne produce cinque) bisogna calcolare quale sale è più solubile.

Detta s la solubilità di AlPO4 all’equilibrio: [Al3+] = s e [PO43-] = s da cui

9.8 ∙ 10-22 = (s)(s)

Pertanto s = solubilità molare = 3.1 ∙ 10-11M

Detta s la solubilità di Ca3(PO4)2  all’equilibrio si ha: [Ca2+] = 3s e [PO43-]= 2s

Sostituendo tali valori nel Kps si ha:

2.0 ∙ 10-29 = (3s)3(2s)2 = 108 s5

Da cui s = solubilità molare = 7.4 ∙ 10-7 M

Quindi, stante la diversa stechiometria, nonostante che il valore di Kps del fosfato di calcio sia minore rispetto a quello del fosfato di alluminio il fosfato di calcio risulta essere più solubile.

Calcoliamo la concentrazione dello ione fosfato quando il fosfato di calcio inizia a precipitare:

2.0 ∙ 10-29 = (0.021)3 (x)2

Da cui x = 1.5 ∙ 10-12 M

La concentrazione dello ione alluminio ci viene data dall’espressione:

9.8 ∙ 10-22 = [Al3+] (1.5 ∙ 10-12 )

Da cui [Al3+] = 6.5 ∙ 10-10 M

3)      Una soluzione diluita di nitrato di argento viene aggiunta a una soluzione contenente Cl– e CrO42-. Se la concentrazione dello ione CrO42- è 0.0100 M quando inizia a precipitare il cromato di argento, calcolare la concentrazione di Cl–. Kps di AgCl = 1.77 ∙ 10-10 ; Kps di Ag2CrO4 = 1.12 ∙ 10-12

La concentrazione dello ione argento quando inizia a precipitare lo ione cromato ci è data usando l’espressione:

1.12 ∙ 10-12 = [Ag+]2 (0.0100)

Da cui [Ag+] = 1.06 ∙ 10-5 M

Sostituendo tale valore nell’espressione del prodotto di solubilità del cloruro di argento si ha:

1.77 ∙ 10-10 = [Ag+][Cl–] = 1.06 ∙ 10-5 (x)

Da cui x = 1.67 ∙ 10-5 M

Tags: anionicalcolicationieserciziprodotto di solubilitàstechiometria

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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