Calcolatore di Solubilità Kps (1×10-16)
Calcola la solubilità molare e la concentrazione degli ioni per un sale con prodotto di solubilità Kps = 1×10-16
Risultati del Calcolo
Guida Completa al Calcolo della Solubilità con Kps = 1×10-16
La solubilità di un composto ionico poco solubile può essere determinata dal suo prodotto di solubilità (Kps). Quando Kps = 1×10-16, stiamo trattando con sali estremamente insolubili, come alcuni idrossidi metallici o sali di argento. Questa guida spiega come calcolare la solubilità molare, l’effetto dello ione comune e le applicazioni pratiche.
1. Fondamenti del Prodotto di Solubilità (Kps)
Il Kps è una costante di equilibrio che descrive la dissoluzione di un solido ionico in acqua. Per un sale generico AmBn, l’equilibrio è:
AmBn(s) ⇌ mAn+(aq) + nBm-(aq)
L’espressione del Kps è:
Kps = [An+]m × [Bm-]n
2. Relazione tra Kps e Solubilità Molare (s)
La solubilità molare (s) è la quantità di sale che si dissolve per litro di soluzione. La relazione dipende dalla stechiometria:
| Formula del Sale | Espressione Kps | Relazione con s |
|---|---|---|
| AB (es. AgCl) | Kps = [A+][B–] | s = √(Kps) |
| AB₂ (es. CaF₂) | Kps = [A2+][B–]2 | s = ³√(Kps/4) |
| A₂B (es. Ag₂CrO₄) | Kps = [A+]2[B2-] | s = ³√(Kps/4) |
Per Kps = 1×10-16, la solubilità varia notevolmente:
- AB: s = √(1×10-16) = 1×10-8 M
- AB₂/AB₂: s = ³√(1×10-16/4) ≈ 1.36×10-6 M
3. Effetto dello Ione Comune
La presenza di uno ione comune (es. Cl– per AgCl) riduce la solubilità secondo il principio di Le Chatelier. L’equazione modificata per AB con ione comune [B–]0 è:
Kps = s × (s + [B–]0)
Se [B–]0 >> s, allora s ≈ Kps / [B–]0.
4. Applicazioni Pratiche
- Analisi Chimica: Precipitazione selettiva di ioni (es. separazione di Ag+, Pb2+, Hg2+).
- Ambientale: Rimozione di metalli pesanti dalle acque reflue (es. solfuri metallici).
- Farmaceutica: Formulazione di farmaci poco solubili per controllarne il rilascio.
5. Confronto tra Sali con Diverso Kps
| Sale | Kps | Solubilità (M) | Applicazione |
|---|---|---|---|
| AgCl | 1.8×10-10 | 1.34×10-5 | Fotografia (alogenuri d’argento) |
| CaF₂ | 3.9×10-11 | 2.14×10-4 | Fluorurazione delle acque |
| Fe(OH)₃ | 2.8×10-39 | 1.3×10-10 | Trattamento acque reflue |
| Sale con Kps = 1×10-16 | 1×10-16 | 1×10-8 (AB) | Materiali ultra-puri |
6. Errori Comuni da Evitare
- Ignorare la stechiometria: Usare s = √Kps per AB₂ porta a errori del 1000%.
- Trascurare lo ione comune: Può sottostimare la solubilità di ordini di grandezza.
- Unità di misura: Confondere mol/L (M) con g/L.
- Temperatura: Kps varia con T (es. CaCO₃ è più solubile in acqua fredda).
7. Fonti Autorevoli
Per approfondimenti:
- LibreTexts Chemistry: Solubility Product (Università della California)
- NIST: Critical Stability Constants Database (Dati sperimentali Kps)
- Journal of Chemical Education: Teaching Solubility Equilibria (ACS)
8. Domande Frequenti
-
Q: Perché un Kps molto piccolo indica bassa solubilità?
A: Kps è il prodotto delle concentrazioni degli ioni all’equilibrio. Un valore piccolo significa che poche molecole si dissociano per raggiungere l’equilibrio.
-
Q: Come si calcola la massa dissolta?
A: Moltiplica la solubilità molare (s) per il volume (L) e la massa molare (g/mol) del sale.
-
Q: Lo ione comune aumenta o diminuisce la solubilità?
A: Diminuisce, secondo il principio di Le Chatelier (l’equilibrio si sposta verso i reagenti).