Solubilizzazione di precipitati con formazione di complessi

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.

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Author: Chimicamo

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