solubilità e concentrazioni

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emanuele marra

2016-05-14 09:54

nuovo esercizio......

il prodotto di solubilità di Ca(IO3)2 è 6,4x10^-6: a) calcolare la sua solubilità in una soluzione 0,100 M di Ca(NO3)2; b) determinare la molarità, molalità, normalità, frazione molare di soluto, pressione osmotica misurata a 25 °c e punto di congelamento di una soluzione satura di Ca(IO3)2, sapendo che la densità della soluzione è 1 g/ml. Kcr=1,52 (Pesi atomici: Ca=40, N=14, O=16, H=1, I=127).

soluzione:

a) solubilità in acqua pura (non richiesta dall'esercizio):  Ks= [Ca]x[NO3]^2=sx(2s)^2=4s^3    s=rad3Ks/4=0,0185

in una soluzione Ca(NO3)2 la solubilità diminuisce per via dell'effetto ione comune (Ca2+)      s=0,0056

b) Molarità: 1M=390(PM)/L  sappiamo che la densità=1000gr/L      1000gr/390=2,56M

molalità: m=moli soluto/Kg solvente

massa della soluzione=1000gr/Lx1L(Volume)=1000gr.

massa soluto=2,56molix390gr/moli=998,4gr

massa solvente=1000-998,4=1,6gr.

m=2,56/0,0016=1600(possibile????)

Normalità: N=n.equivalenti/V.soluzione     n.equ.=m.gr/m.equ.     m.equ.=390(PM)/2(cariche negative formate)=195    n.equ.=998,4/195=5,12

N=5,12/1=5,12

Frazione molare: X=moli soluto/moli totali      moli H2O=1,6/18,015=0,089

moli totali=2,56+0,089=2,65   X=2,56/2,65=0,966

Pressione osmotica: ixMxRxT =3x2,56x0,0821x298=188 atm

Punto di congelamento:   delta Tcr=Kcrxmxi=1,52x1600x3=7298 (possibile????), punto di congelamento=0(punto di fusione dell'acqua)-7298=-7298(non credo proprio)

cosa ne dite? grazie a tutti.

LuiCap

2016-05-14 13:59

La solubilità del sale poco solubile Ca(IO3)2 in presenza dello ione comune Ca2+ è sbagliata; non avendo mostrato i calcoli eseguiti non posso sapere cosa hai sbagliato (presumo tu abbia trascurato s al denominatore).

Per il calcolo della solubilità in acqua del Ca(IO3)2 hai eseguito un procedimento corretto, ma il risultato non è quello che hai scritto.

Il calcolo della molarità della soluzione acquosa satura del Ca(IO3)2 è sbagliato, di conseguenza anche tutti i calcoli successivi.

Ca(IO3)2 1.jpg
Ca(IO3)2 1.jpg
Ca(IO3)2 2.jpg
Ca(IO3)2 2.jpg

Ca(IO3)2 3.jpg
Ca(IO3)2 3.jpg

ATTENZIONE: nella risoluzione del punto a) ho commesso un errore di distrazione; la correzione la trovate in seguito.

LuiCap

2016-05-14 15:02

Mi accorgo ora che nel testo c'è un dato sbagliato:

Kcr acqua = 1,86

Perciò:

Tcr = -0,0656°C

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emanuele marra

2016-05-17 07:46

grazie per la tua risposta ma ho dei dubbi: nel punto a) ho calcolato la s utilizzando la formula Ks=(s+c)x2s^2, semplificando Ks=cx2s^2, questo perché come spesso accade c è molto più grande di s, non è corretto?

nel punto b', ho calcolato il PM di Ca(IO3)2=390 quindi una ipotetica soluzione di Ca(IO3)2 1M=390gr/1000ml, il testo mi dice che la soluzione ha una densità di 1000gr/1000ml.......ho diviso 1000gr/390gr ed ottenuto 2,56M. cosa ne dici?

LuiCap

2016-05-18 15:09

Prova a rileggere quello che ho scritto prima degli allegati ;-)

a) Certo che si può trascurare la s al denominatore:

- senza trascurare la s al denominatore risulta 4,01·10^-4 mol/L

- trascurando la s al denominatore risulta 4,00·10^-4 mol/L

Tu però avevi scritto che la solubilità del Ca(IO3)2 in presenza di Ca(NO3)2 risultava 0,0056 mol/L, il che è sbagliato.

b';-) Come può essere che una soluzione 1 M di Ca(IO3)2 risulti, dopo i tuoi calcoli, 2,56 M???

Hai sbagliato due cose:

- una soluzione acquosa satura di Ca(IO3)2 è 1,17·10^-2 M, ovvero è la solubilità in acqua che tu avevi scritto essere uguale a 0,0185 M;

- hai diviso la massa di soluzione (1000 g) per la massa molare del soluto, operazione che non ha alcun senso.

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emanuele marra

2016-05-19 07:35

mi sono reso conto che dalla mia descrizione dei risultati si capisce poco e male qual'è il mio pensiero, chiedo scusa.......per quanto riguarda il punto a), hai scritto che Ks=6,4x10^-6=2s^2/0,100+s volevo capire come hai ottenuto questa formula. Ks non dovrebbe essere uguale a 2s^2x(0,100+s)=6,4x10^-6? in questo caso ho semplificato 0,100+s e considerato solo 0,100.

nel punto b';-) il ragionamento che ho fatto è il seguente: una ipotetica soluzione di Ca(IO3)2 1M conterrebbe 390gr(PM) di Ca(IO3)2 in 1 L di soluzione, il testo mi dice che la densità di questa soluzione è 1000 gr/L, posso io fare la proporzione 390:1M=1000:x xM= 1000/390?

chiedo scusa a tutti se ritorno su questi punti ma mi è utile capire gli errori dei miei ragionamenti.

LuiCap

2016-05-19 11:36

Quattro occhi sono sempre meglio di due... non mi ero accorta di aver diviso anziché moltiplicare le concentrazioni degli ioni. Sorry O:-)

Riscrivo tutto:

Ca(IO3)2 4.jpg
Ca(IO3)2 4.jpg
Ca(IO3)2 5.jpg
Ca(IO3)2 5.jpg

Per quanto riguarda il procedimento per calcolare la molarità della soluzione acquosa satura di Ca(IO3)2 provo a rispiegartelo; la conclusione però non cambia: il tuo procedimento è sbagliato.

Ca(IO3)2 6.jpg
Ca(IO3)2 6.jpg

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LuiCap

2016-05-20 11:32

Ancora sul concetto densità - molarità...

Se una soluzione ha una densità di 1 g/mL, significa che 1 mL di quella soluzione (soluto + solvente) ha massa pari a 1 g di soluzione (soluto + solvente); detto in altre parole, 1 g di soluzione occupa il volume di 1 mL.

densità = massa di soluzione (g) / volume di soluzione (mL)

Se una soluzione ha una concentrazione di 1 g/mL, significa che in 1 mL di quella soluzione (soluto + solvente) contiene disciolta una massa pari a 1 g di soluto; detto in altre parole, la sua concentrazione espressa in g/mL è:

concentrazione = massa di soluto (g) / volume di soluzione (mL)

Come si può ben vedere, densità e concentrazione hanno la stessa unità di misura (g/mL), ma il loro significato è completamente diverso.

Quale molarità ha una soluzione avente concentrazione di 1 g soluto/mL soluzione???

n soluto = 1 g soluto / MM soluto g/mol

M soluto = (1 g soluto / MM soluto g/mol) / 0,001 L

Se il soluto è Ca(IO3)2 abbiamo:

n Ca(IO3)2 = 1 g Ca(IO3)2 / 390 g/mol = 2,56·10^-3 mol

M Ca(IO3)2 = 2,56·10^-3 mol / 0,001 L = 2,56 mol/L

Una soluzione acquosa satura di Ca(IO3)2 ha una solubilità di 1,17·10^-2 mol/L = 1,17·10^-2 M

Quale è la sua solubilità in g/mL???

m Ca(IO3)2/L = 1,17·10^-2 mol x 390 g/mol = 4,56 g/L

perciò in 1 mL di soluzione è disciolta una massa di:

m Ca(IO3)2/mL = 1,17·10^-2 mol = 4,56·10^-3 g/mL

Questa soluzione ha una densità di 1 g/mL

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emanuele marra

2016-05-20 18:55

grazie, è tutto molto chiaro. farò altri esercizi sul tema e ti/vi farò sapere.........a presto.

emanuele marra

2016-06-08 14:48

Salve a tutti, vi propongo un nuovo esercizio:

il prodotto di solubilità di CaF2 è 1.5x10^-10. a) Calcolare la sua solubilità in acqua pura. b) Determinare se si forma un precipitato di CaF2, mescolando 600 ml di Ca(NO3)2 0.100M con 400 ml di NaF 0.200M.

soluzione:

a) Ks=[Ca2+]x[F-]^2, se indichiamo con s=[Ca2+] e con 2s=[F-]^2 dovremmo ottenere che Ks=4s^3. Quindi s=radc Ks/4........s=3,35x10^-4

b) moli Ca(NO3)2= 0.100Mx0.600ml/1000ml=0.06moli Ca2+

moli NaF=0.200Mx0.400/1000ml=0.08moli F-

Ks=[0.06]x[0.08]^2= 3.84x10^-4, molto più grande della Ks di CaF2, quindi si forma precipitato.

cosa ne dite?

LuiCap

2016-06-08 15:02

Il risultato numerico non cambia, ma è:

[Ca2+] dopo il mescolamento = 0,100 mol/L x 0,600 L / 1 L = 0,0600 mol/L

[F-] dopo il mescolamento = 0,200 mol/L x 0,400 L / 1 L = 0,0800 mol/L

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emanuele marra

2016-06-08 15:22

esercizio 2)

il prodotto di solubilità di PbCl2 è 1.17x10^-5. a) Calcolare la sua solubilità in acqua pura. b) Determinare se si forma un precipitato di PbCl2, mescolando 500 ml di Pb(NO3)2 1.2x10^-3M con 500ml di HCl 2.4x10^-3M.

soluzioni:

a) Ks=[Pb2+]x[Cl-]^2, se indichiamo con s=[Pb2+] e con 2s=[Cl-]^2 dovremmo ottenere che Ks=4s^3. Quindi s=radc Ks/4........s= 0.014

b) moli Pb(NO3)2= 1.2x10^-3Mx0.500ml/1000ml=6x10^-4 moli Pb2+

moli HCl= 2.4x10^-3Mx0.500/1000ml=1.2x10^-3 moli Cl-

Ks=[6x10^-4]x[1.2x10^-3]^2= 8.64x10^-10<< della Ks di PbCl2, quindi non si forma precipitato.


LuiCap ha scritto:

Il risultato numerico non cambia, ma è:

[Ca2+] dopo il mescolamento = 0,100 mol/L x 0,600 L / 1 L = 0,0600 mol/L

[F-] dopo il mescolamento = 0,200 mol/L x 0,400 L / 1 L = 0,0800 mol/L

Hai perfettamente ragione, grazie......ho commesso lo stesso errore nell'esercizio 2.

emanuele marra

2016-06-10 21:05

salve, vi invio altri due esercizi con le mie soluzioni.......

1) Determinare la solubilità di PbI2 (Ks=8.3x10^-9). a) in acqua pura, b) in una soluzione 0.085 M di Pb(NO3)2. c) la solubilità varierà in una soluzione 0.200 M di I2? spiegare.

2) Il prodotto di solubilità di Pb(IO3)2 è 3.7x10^-13. Calcolare la concentrazione dello ione Pb++: a) in una soluzione satura di Pb(IO3)2. b) in una soluzione satura di Pb(IO3)2 contenente anche 0.05 moli/L di NaIO3.

soluzioni:

1)

a) Ks=[Pb2+]x[I-]^2, se indichiamo con s=[Pb2+] e con 2s=[I-] dovremmo ottenere che Ks=4s^3. Quindi s=radc Ks/4........s= 1.3x10^-3

b) in questo caso lo ione Pb++ deriva dal PbI2 e dal Pb(NO3)2. Quindi Ks= (0.085+s)x(2s)^2.....possiamo trascurare s........Ks=0.085x4s^2, s=1.56x10^-4

c) in  questo caso lo ione I- deriva da PbI2 e I2. Quindi Ks=sx(2s+0.200)^2......possiamo trascurare 2s.......Ks=sx(0.200)^2, s=2.07x10^-7. La solubilità è minore rispetto al punto b perché lo ione comune I- è presente in maggior quantità rispetto allo ione Pb++.

2) 

a) Ks=[Pb++]x[IO3--]=(s)x(2s)^2=4s^3,   [Pb++]=s=radcKs/4=4.52x10^-5

b) Ks=(s)x0.05, s=7.4x10^-12

cosa ne pensate? a presto e grazie.

emanuele marra

2016-06-12 11:05

potreste per favore darmi un giudizio su questi esercizi...........martedì ho l'esame.

LuiCap

2016-06-12 11:32

A mio parere la tua risposta al punto c) dell'esercizio 1 è sbagliata perché I2 non è un elettrolita forte e non si dissocia in I- e I+.

L'I2 in soluzione acquosa contenente I- forma lo ione complesso I3(-).

Questo ione si comporta quindi da elettrolita inerte e determina l'"effetto sale" sul composto poco solubile PbI2 aumentandone la solubilità.

Lascio a te la dimostrazione lo sviluppo dei calcoli.

L'esercizio 2 è corretto.

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emanuele marra

2016-06-12 12:23

LuiCap ha scritto:

A mio parere la tua risposta al punto c) dell'esercizio 1 è sbagliata perché I2 non è un elettrolita forte e non si dissocia in I- e I+.

L'I2 in soluzione acquosa contenente I- forma lo ione complesso I(3-).

Questo ione si comporta quindi da elettrolita inerte e determina l'"effetto sale" sul composto poco solubile PbI2 aumentandone la solubilità.

Lascio a te la dimostrazione lo sviluppo dei calcoli.

L'esercizio 2 è corretto.

Ho un dubbio: l' "effetto" sale consiste in un aumento della solubilità di un composto poco solubile in presenza di un eccesso di elettrolita che contiene ioni non presenti nel sale......questa è una delle tante definizioni che ho trovato.......in questo caso I2 contiene lo ione I- che è contenuto nel PbI2. si può parlare ugualmente di "effetto sale"? grazie.

LuiCap

2016-06-12 12:36

È lo ione I3(-) [prima ho sbagliato a scrivere, ora correggo] lo ione responsabile dell'effetto sale.

Per me è così, ma non sono infallibile ;-)

https://it.wikipedia.org/wiki/Triioduro

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emanuele marra

2016-06-28 18:02

Salve a tutti....

vi propongo questo esercizio:

Si predica se si forma un precipitato di PbBr2 quando si mescolano 100 ml di NaBr 0.30 M con 100 ml di Pb(NO3)2 0.30 M. (Ks PbBr2 = 6.6x10^-6). Determinare la concentrazione finale degli ioni [Br-] in soluzione.

Soluzione:

[Pb++] = 0.30*0.100/0.200 = 0.15

[Br-] = 0.30*0.100/0.200 = 0.15

Ks = 0.015*(2*0.15)^2= 0.0135, si forma un precipitato.

Sappiamo che il n. moli Br- che formano il precipitato = 0.03, il n. moli di Pb2+ che formano il precipitato = 0.03/2 = 0.015

n. moli Pb2+ residui = 0.03-0.015 = 0.015

[Pb2+] residua = 0.015/0.200 = 0.075 M

Ks = [Pb2+] * [Br-]^2, [Br-] = radq 6.6*10^-6/0.075= 9.4*10^-3

cosa ne dite? grazie mille.......

LuiCap

2016-06-28 19:41

A mio parere è corretto.

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emanuele marra

2016-07-17 17:13

Salve a tutti, un esercizio dell'esame che ho da poco fatto chiedeva di verificare se si forma un precipitato di PbCl2, mescolando 500 ml di Pb(NO3)2 1.2 x10^-3 M con 500 ml di HCl 2.4x10^-3 M.......non ho avuto problemi ma la domanda successiva mi ha messo in difficoltà: qual'è la concentrazione minima di Pb per far precipitare il soluto in oggetto.

Non ne ho idea, mi potreste aiutare? considerate che quello che ho scritto non ne l'esercizio dell'esame, di cui ricordo solo la domanda che vi ho proposto, ma è un esempio.

Come sempre, vi ringrazio.


Ho trovato questo esempio:

L’aggiunta di una soluzione di cromato di sodio, Na2CrO4, sostanza di colore giallo solubile in acqua, ad una soluzione di AgNO3 (sostanza incolore solubile in acqua) determina la formazione di un precipitato di cromato di argento, poco solubile:

2 AgNO3(aq) + Na2CrO4(aq) = Ag2CrO4(s) + 2 NaNO3(aq)

2 Ag+(aq) + CrO42-(aq) ⇄ Ag2CrO4(s)

L’aggiunta di due moli di AgNO3 ogni mole di Na2CrO4 forma la quantità stechiometrica di Ag2CrO4. La quantità di solido che si separa dipende dalla solubilità del precipitato formatosi. La costante del prodotto di solubilità (KPS= 9,0·10^-12) è relativa all’equilibrio: Ag2CrO4 (s) = 2 Ag+ (aq) + CrO42-(aq) KPS = [Ag+]^2·[CrO42-]. In una soluzione di ioni Ag+ 0,100M, la concentrazione massima possibile di ioni CrO42- è calcolabile dalla relazione: [CrO42-] = KPS/ [Ag+]^2 = 9,0·10^-12/ (0,100)^2 = 9,0 ·10^-10. Superata questa concentrazione inizia la precipitazione della fase solida Ag2CrO4.

Risponde alla mia domanda? è corretto il procedimento? ancora grazie.

RhOBErThO

2016-07-17 17:44

Kps (PbCl2)=1.7x10^-5

Kps= [Pb^2+][Cl^-]^2

nmol HCl= 2.4x10^-3 mol/L * 0.5L = 1.2x10^-3

M HCl = 1.2x10^-3/1=1.2x10^-3mol/L

[HCl]=[Cl-]=1.2x10^-3

[Pb^2+]= Kps/[Cl-]^2=1.7X10^-5/(1.2X10^-3)^2=11.8 mol/L

Io farei così, anche se il risultato mi sembra troppo alto...


Ah, ho visto ora l'esempio. Il procedimento lo ritengo corretto ;-)

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LuiCap

2016-07-17 17:49

Nel testo che hai scritto come esempio, è casuale o è voluto utilizzare una soluzione di HCl (acido forte) al posto di una soluzione di un cloruro solubile in acqua per verificare la precipitazione del PbCl2.

Potresti mostrare anche la risoluzione della prima parte?

emanuele marra

2016-07-17 18:08

LuiCap.....ho preso come esempio un esercizio di un altro compito ma tieni conto che non chiedeva di calcolare la concentrazione minima per far avvenire la precipitazione. Diciamo che ho fatto un mix di due esercizi giusto per far capire ciò che intendevo. Spero di essermi spiegato.

LuiCap

2016-07-17 19:26

La risoluzione mostrata da Roberto è corretta e il risultato ottenuto non è affatto strano.

La Ks del PbCl2 non è molto bassa, questo significa che il PbCl2 è, tutto sommato, abbastanza solubile in acqua: la sua solubilità è:

s = (1,7·10^-5/4)^1/3 = 1,6·10^-2 mol/L

Tant'è che il PbCl2 è solubile in acqua calda.

PbCl2 1.jpg
PbCl2 1.jpg

Mantenendo le stesse concentrazioni iniziali per Ag+ e Cl-, il confronto con un cloruro molto meno solubile rispetto al PbCl2 risulta molto evidente:

PbCl2 2.jpg
PbCl2 2.jpg

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RhOBErThO

2016-07-17 19:40

Ah...bene Luisa, sono felice Che sia corretto :-D