Francesca ha scritto:
Gentile Professoressa, potrebbe aiutarmi a risolvere questo problema?
In una soluzione contenente Ca2+ e Mg2+ entrambi 1,70·10-4 M vengono introdotti ioni carbonato in concentrazione 1,00·10-3 M. Verificare se precipita calcite (CaCO3) o nesquehonite (MgCO3·3H2O) o entrambi i composti. (Kps CaCO3 = 1,7·10-8; Kps MgCO3·3H2O = 2,6·10-5)
Ecco l’aiuto:
Per sapere se si forma un precipitato quando in soluzione sono presenti ioni che potrebbero originarlo è necessario determinare il prodotto ionico dei due ioni coinvolti nella sua formazione e confrontarlo con il valore della corrispondente Kps. Tieni presente che per prodotto ionico si intende il prodotto della concentrazione molare degli ioni che costituiscono il sale, ciascuna concentrazione elevata al coefficiente stechiometrico che lo ione ha nella reazione di dissociazione del sale. Se il valore del prodotto ionico è superiore a quello della Kps si ha formazione di precipitato. La Kps, infatti, rappresenta la costante dell’equilibrio di solubilità che si stabilisce tra il sale solido che rimane indisciolto e gli ioni che esso libera in soluzione; quando il processo di dissoluzione giunge all’equilibrio, gli ioni in soluzione hanno raggiunto la concentrazione massima possibile per quella temperatura. Nel caso in cui il prodotto delle concentrazioni ioniche sia più grande della Kps, si avrà precipitazione del sale; viene così eliminato dalla soluzione l’eccesso di ioni.
L’equilibrio di solubilità e l’espressione della Kps per i carbonati di calcio e magnesio sono:
CaCO3(s) = Ca2+(aq) + CO32-(aq) Kps = [Ca2+][CO32-]
MgCO3·3H2O(s) = Mg2+(aq) + CO32-(aq) + 3H2O Kps = [Mg2+][CO32-]
Passando ai calcoli si ottiene:
[Ca2+] = [Mg2+] = 1,70·10-4 mol/L
[CO32-] = 1,00·10-3 mol/L
[Ca2+][CO32-] = 1,70´10-4 mol/L´1,00·10-3 mol/L = 1,70·10-7 (mol/L)2 > 1,7×10-8
[Mg2+][CO32-] = 1,70·10-7 (mol/L)2 < 2,6·10-5
In conclusione, dalla soluzione precipita soltanto la calcite, dato che il prodotto ionico relativo agli ioni calcio e carbonato è maggiore della Kps del carbonato di calcio.