Equilíbrio de solubilidade #1: Princípios do equilíbrio de solubilidade

E aí [Música] o Olá pessoal tudo bom hoje nós vamos falar sobre o princípio do equilíbrio de solubilidade e tentar entender como funciona a solubilidade dos sais que são pouco solúveis em solução aquosa primeiramente nós vamos definir o que é solubilidade a solubilidade é definida como sendo a quantidade máxima em gramas Então isso é muito importante de soluto que pode ser dissolvida em 100 gramas de um determinado somente numa temperatura em específico a temperatura ela precisa ser indicada justamente porque ela tem um efeito sobre a solubilidade podendo aumentar ou diminuir a solubilidade de sais veja

que como exemplo como a solubilidade são distintos nós temos o cloreto de sódio cuja solubilidade dele é de 36 gramas por 100 gramas de água então aqui Eu Tô considerando como solvente água então em 100 g de água eu consigo dissolver 36g é de sódio na temperatura de 20 graus Celsius tem pode ser que com um outro solvente essa solubilidade se altere Veja só o sulfato de cálcio sulfato de cálcio a sua idade dele é zero 2G para 100 gramas de água é normalmente a 20° né a gente sabe que a densidade da água é

um e por isso as vezes a sua mobilidade ela é representada por grama por litro principalmente para as soluções aquosas hum essa unidade aqui não se refere somente a água a gente pode usar outros solventes também por convenção Essa é a definição de solubilidade mas a iupac ela permite que nós representamos a sua habilidade né em outras unidades de concentração então é muito comum encontrarmos a umidade em gramas por litro em mol por litro mas podemos nos referir a solubilidade de acordo com uma conveniência da medida que está sendo feita em molaridade ou ainda em

fração molar antes da gente falar da sua habilidade em se nós precisamos entender que as soluções são classificadas de acordo com a quantidade de soluto que está dissolvida dentro desta solução as soluções e insaturados quando não contém né uma quantidade de soluto máxima permitida de acordo com a definição da solubilidade normalmente o soluto aqui ele está dissolvido numa quantidade inferior a solubilidade possível então por exemplo seria dizer lá para o cloreto de sódio que tem uma sociedade de 36 gramas por 100 gramas de água e seria dizer que eu teria uma solução de 15kg em

100 g de água isso caracteriza uma solução insaturada pois eu não tenho a quantidade não especificada a quantidade máxima especificada para solubilidade desse sal em 100 gramas de água obviamente numa temperatura de 20 graus temos também a solução classificada como sendo saturada quando nós temos a quantidade máxima de soluto permitida para aquela massa de solvente que é o caso então uma solução saturada de cloreto de sódio teria a concentração de 36 G por 100 g de água nesse caso nós temos exatamente a quantidade máxima permitida de ser dissolvida em 100 gramas de água a 20

graus Celsius então nós temos uma solução saturada e temos por fim a solução supersaturada que com a quantidade de soluto dissolvido superior à quantidade máxima permitida Teoricamente seria dizer que pressa a mesma solução de cloreto de sódio eu teria por exemplo 38g dessolvido em 100 g de água isso é possível em algumas condições é possível no entanto as soluções supersaturadas elas são muito instáveis e elas não permanecem nessa condição por muito tempo qualquer perturbação do sistema uma agitação uma vibração faz com que a solução se desestabilize E aí o que nós vamos observar é que

ela retorna a formar uma solução saturada então 36 gramas por 100 g de água e que o excedente né Que nós tínhamos conseguido dissolver vai estar na solução na forma de solo 12 gramas no estado o histórico bom então nós temos uma solução saturada em equilíbrio com o seu sal no estado sólido O que é então o equilíbrio de solubilidade dado Então as definições anteriores vamos entendendo que se trata se equilíbrio entre os equilíbrios iônicos que nós estudamos o equilíbrio de solubilidade ele é um equilíbrio heterogêneo significa que eu botei o equilíbrio entre duas fases

distintos neste caso nós estamos tratando de sais pouco solúveis e a também o equilíbrio de solubilidade de líquidos imiscíveis que não será abordado aqui porque o foco é o equilibrio iónico então nós temos um equilíbrio heterogêneo entre um eletrólito pouco solúvel e os seus já estão liberados em solução que isso quer dizer é que por exemplo se eu tiver um sal pouco solúvel como é o caso do cloreto de prata uma pequena fração do cloreto de prata se solubiliza essa fração que solubiliza ela também vai dissociar então Aqui nós temos um fenômeno solubilização bom e

depois você mos um fenômeno dissociação bom então uma pequena fração nesses ao solubiliza e permanece nessa forma associada e essa forma associada pode dissociar completamente ou não há alguns sais apresenta esse comportamento de uma pequena fração solubilizar mas não dissociar E aí nós temos o que a gente chama de solubilidade intensifica né determinada por s0 que nós vamos discutir isso em outro vídeo grande parte dos eletrólitos pouco solúveis desses sais pouco solúveis eles todo deslizam e aos solubilizar eles e dissociam praticamente sem por cento é por isso que muitas vezes nós não representamos essa etapa

do processo né do equilíbrio de solubilidade e nós representamos diretamente o equilíbrio entre o composto no estado sólido e os seus íons em solução e desta forma nós negligenciamos essa solubilidade em Prince nós vamos falar isso mais para frente então o que nós precisamos ter em mente aqui a maioria dos sais que são pouco solúveis eles estão totalmente dissociados em solução é aquosa saturada isso não quer dizer que todos ao que está na solução está solubilizado mas que a fração que solubilizou está completamente dissociado ou seja liberou os íons em solução aqui é a formação

do cloreto de prata né gente colocando um pouco de cloreto de uma solução contendo irão prata e a gente observa a formação de um sólido Branco a gente trabalhar matematicamente com esse conceito de solubilidade nós precisamos definir uma grandeza chamada de produto de solubilidade representada por kts ou a KS Vamos considerar então um eletrólito que seja pouco solúvel é importante 20 dizer neste momento que a gente fala muito sobre eletrólito pouco solúvel muitas vezes usamos o termo insolúvel eles podem ser aplicados como sendo análogos mas a ideia principal é que os eletrônicos são pouco solúveis

mesmos aqueles que a gente diz que é insolúvel ele consegue solubilizar numa fração mínima Mas eles organismo por isso que Nós preferimos utilizar a denominação de eletrólito ou sal pouco solúvel imagine esse eletrônico de estrutura m x a y e aqui nós estamos considerando que todo o sólido que dissolve ele já se diz os ia Então nós não vamos escrever aquela etapa do sólido né na sua forma associada então nós teríamos essa equação química ocorrendo e essa reação então uma parte do sólido permanece aqui na solução e uma parte já se solubiliza e diz o

Cia for Matozinhos m&a é ele é a mais EA menos então nós temos aqui uma expressão Geral de um sólido formando este exige a constante de solubilidade o produto de solubilidade representada por KS e ela segue a lei de ação das massas né Que Nós já estávamos utilizando nos equilíbrios ácido-base em que nós representamos os produtos divididos pelos seus reagentes neste caso a gente observa que nos nossos produtos nós temos os viam E aí nós vamos representar que a concentração deste iam o elevados o coeficiente estequiométrico Às vezes aqui então a carga x menos elevado

o seu coeficiente estequiométrico que é y Lembrando que o sólido não entra na expressão porque ele tem atividade igual a um Ou a gente pode dizer que sua concentração é constante então ele fica restrito a este lado da equação então o produto de solubilidade ele é representado desta forma de modo geral para qualquer saltam esse aqui é uma expressão e é uma expressão geral para determinação do produto de solubilidade em vamos fazer algum exemplo aqui nós temos aqui um sal pouco solúvel que é o fosfato de chumbo e quando ele se solubiliza nós temos na

rede social nós temos aqui o chumbo 2 e o poço 43 qual seria a expressão do produto de solubilidade para extinção mas teríamos kps igual Jumbo é elevado e Ao Cubo vezes fosfato é elevado ao quadrado bom então esse seria o produto de solubilidade para e sal e o fluoreto de cálcio mesma coisa APS para o cloreto de cálcio seria o cálcio do esmalte vezes o fluoreto I ^ seu coeficiente estequiométrico e essa é a definição de produto de solubilidade o produto de solubilidade de o seguinte que o produto das concentrações dos íons presentes em

solução e levado aos seus respectivos coeficientes estequiométricos vai ser sempre uma constante e essa constante é exatamente o que a gente chama de produto de solubilidade e como que a gente interpreta o valor dessas constantes como nós estamos falando de compostos pouco solúveis ôca PS vai refletir essas solubilidade então a grandeza do kps vai mostrar o com pouco solúvel é esse esse composto então quanto menor o valor da Constante menos solúvel hélice um pouco Então olha só que o hidróxido de alumínio hidróxido de alumínio tem uma grandeza da ordem de 10 a menos 34 no

seu kps então ele é pouquíssimos Oh Lu vamos pegar um outro sal aqui tem um pouco mais solúvel por exemplo um hidróxido de cálcio ele tem uma grandeza de 10 a menos 6 tá então quanto menor o valor de kps menos solúvel composto importante para comparar a solubilidade né quem é mais solúvel ou menos solúvel eu posso olhar é de kps mas isso só funciona para Sais de mesma proporção eu sei que o médico o Ou seja eu só posso olhar o valor de kps se eles tiverem exatamente a mesma fórmula a mesma proporção entre

cátion e ânion datam pro comparar solubilidade eu vou comprar aqui ó solubilidade do sulfato de bário com o carbonato de bário Qual é a semelhança entre eles tanto carbonato de bário e O sulfato de bário são sal que tem a proporção 1 para 1 um caça para um ano encaixam para o ano então nessa situação para eu dizer quem é mais solúvel eu posso olhar diretamente os valores de kps então a 5 x 10 a menos nove e um x 10 a menos 10 o mais solúvel é aquele que tem o maior kps então o

carbonato de bário é o mais solúvel e se a estrutura do sal for distinta vamos pegar aqui uma estrutura de extinta esses dois nós temos aqui carbonato de cálcio e cloreto de cálcio o carbonato de cálcio tem uma estrutura um cálcio eo carbonato aqui eu já tem uma estrutura um cálcio para 2 floridos eu não posso comparar o valor de kps Para Dizer qual deles é mais solúvel neste caso quando a estequiometria destes ao ele é diferente eu sou obrigado a calcular a solubilidade Então nesse caso quando a estequiometria e é distinta e eu só

posso comparar quem é mais solúvel menos solúveis e o determinar a solubilidade é de cada um e comparar os valores obtidos nesta determinação certo então isso é muito importante porque há um equívoco muito grande esse olhar somente o valor de kps para dizer se aquele composto é mais ou menos solúvel do que outro lembre-se mesma proporção eu posso fazer a comparação proporção distinta eu não posso fazer essa comparação somente com kps eu tenho que calcular a solubilidade que nos veremos na próxima aula Ok então nós definimos O que é o equilíbrio de solubilidade então nós

já partimos da ideia que nós temos alguns sais que são pouco solúveis em solução aquosa Mas e aí será que eu consigo prever a partir de uma determinada mistura se vai ocorrer ou não a formação de um precipitado em solução É nesse ponto é importante Dizer para vocês que nós temos que revisar aquelas regras de solubilidade para saber quais sais são pouco solúveis em solução aquosa e quais sais são solúveis em solução Isso facilita muito a previsão que nós vamos fazer neste momento enfim matematicamente para gente saber se ocorrerá ou não formação de um precipitado

nós temos que partir do conceito de produto e o único nós vamos comparar o produto das concentrações molares os presentes na solução daquele izinhamnzs né o produto essas concentrações molares e levado aos coeficientes estequiométricos Oi e aí ao comparar o valor desse produto iônico com o valor do kps nós conseguimos dizer se haverá ou não a formação de um precipitado em solução E logicamente que o produto iônico ele é determinado de forma semelhante a determinação do produto de solubilidade qual é a diferença a diferença que nós aqui não estamos assumindo que o sistema atingiu ainda

o seu equilíbrio e nem que o produto de solubilidade foi atingido para que haja precipitação o produto de solubilidade tem que ser atingido se não não haverá precipitação então nós temos o seguinte caso e quando o produto iônico for menor que o kps significa que a solução não está saturada e eu tenho uma quantidade de soluto ali ainda dissolvida né menor do que a capacidade máxima que aquela solução permite então nós temos uma solução não-saturada se ela não está saturada nós não vamos observar a precipitação e se esse produto iônico foi igual a kps nós

temos uma solução saturada e nós atingimos a solubilidade máxima daquele determinado composto na solução neste momento nós ainda não temos o equilíbrio heterogêneo lembra que para ter um equilíbrio de solubilidade eu preciso ter a formação do material sólido né no fundo da solução ou disperso nessa solução quando ocorrer a então a precipitação a precipitação ocorrerá quando esse produto iônico fogo superior é o valor do kps nesse caso nós temos a indicação de uma solução supersaturada emmett estável lembra que uma solução supersaturada ela não é estável e qualquer perturbação transforma ela numa solução saturada em equilíbrio

com os seus sólido logo neste caso eu tenho um equilíbrio de som Oi e eu voltei a formação de um precipitado então nessa condição quando o produto iônico ou superior ao kts nós vamos observar a precipitação de um sal em solução Vamos fazer um exemplo para deixar isso bem claro Vamos considerar aqui O sulfato de bário que é um sal pouco solúvel cuja o kps é um x 10 a menos dez Imagine que eu tenho um litro de solução e nesse um litro de solução eu tenho a 0,001 mol lendário né dois mais e 0,001

mol de sulfato a pergunta a ver a precipitação do sulfato de bário e bom então nós estamos tratando desse equilíbrio que eu sulfato de bário que é um sal pouco solúvel e equilíbrio com seus válidos mais mas sulfato 2 - ambos em solução após esse seria o equilíbrio que nós estamos tratando sabemos que o kps para esse equilíbrio é o produto de solubilidade seria um x 10 a menos dez E como eu vou avaliar se vai ocorrer ou não a precipitação eu vou calcular o produto e o único e o produto iônico ele é calculado

pelo produto das concentrações dos íons em solução elevado os coeficientes estequiométricos como é que é um e aqui é um logo vai ser a concentração de bário vezes a concentração do sulfato Qual é a concentração deles em solução a concentração deles é o seguinte eu tenho 0,01 mol em 1l então eu tenho 0,001 mol por litro vezes e O sulfato 0,001 mol em 1 litro também e esse é o produto iônico produto das concentrações isso vai dar um resultado de 1 x 10 a menos sete Ok calculei O produto iônico agora eu vou comparar o

produto iônico com o valor de catequese e o produto iônico é um x 10 a menos sete e o kps é o produto de solubilidade um vezes 10 a menos dez neste caso a gente observa que o produto iônico é maior viu kps que é dessa menos sete oito e dez a menos dez Esse número é menor do que esse aqui satisfazendo a condição que nós vimos no slide anterior para que haja precipitação O produto iônico tem que ser maior que o kps aqui O produto iônico é marca PS logo a gente pode afirmar que

haverá precipitação e O sulfato de baixo é importante Quando nós vamos fazer o cálculo do produto iônico as concentrações que são utilizadas aqui sempre devem estar um nó por litro então toda vez que nós fomos tratar do equilíbrio e dos cálculos envolvendo o equilíbrio de solubilidade nós vamos sempre trabalhar com concentrações em mol por litro às vezes né as concentrações são apresentadas em outras unidades quando isso acontecer primeiro tem que converter essas unidades para mol por litro e então fazer as substituições no produto iônico e nós vamos ver também no cálculo solubilidade que a gente

precisa também converter essas unidades para poder fazer o cálculo da solubilidade de saco bom então esse é o procedimento que a gente adota para avaliar se ocorrerá ou não a precipitação E para finalizar importante que vocês revejam algumas regras de solubilidade Para justamente ter a capacidade de avaliar se uma mistura de determinadas soluções vai promover ou não a formação de um determinado precipitado Lembrando que nós temos sais que são totalmente solúveis em água e que mesma mistura de outros reagentes não levaria a formação de precipitados tão aqui existe algumas regras nesses podem encontrar regras mais

completa em livros didáticos e nós temos aqui por exemplo Nitrato e nitrito todos os sais de nitratos e nitritos são solúveis carbonatos fosfatos e surpreendentes são solúveis apenas aqueles da família um ar e do amoníaco os halogênios nós temos também cloreto cloreto brometo iodeto que são insolúveis apenas com a prata o mercúrio eo chumbo né e assim por diante então reveja as regras para que fique mais fácil compreender e entender né e propôs se haverá ou não a formação de precipitados a partir de misturas de determinados íons em solução e esse foi o princípio do

equilíbrio de solubilidade bom e até mais