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Química · Glosario

¿Qué es Producto de solubilidad?

Definición 11.1 Química universitaria — primer año · Capítulo 11 — Precipitación y solubilidad

El producto de solubilidad $K_s$ de un sólido iónico $\mathrm{M}_a\mathrm{X}_b$ es la constante de equilibrio de su disolución en sus iones,

\mathrm{M}_a\mathrm{X}_b\mathrm{(s)} \rightleftharpoons a\,\mathrm{M}^{m+} + b\,\mathrm{X}^{x-}, \qquad K_s = [\mathrm{M}^{m+}]_{\mathrm{eq}}^{\,a}\,[\mathrm{X}^{x-}]_{\mathrm{eq}}^{\,b}, \qquad \mathrm{p}K_s = -\log K_s ,

pues la actividad del sólido es 1. Como toda constante de equilibrio, solo depende de la temperatura.

Un cristal de cloruro de plata en su disolución saturada. Unos iones abandonan la superficie (disolución) y otros son capturados (precipitación) a la misma velocidad, de modo que [ Ag+][ Cl-] se mantiene igual a K_s. Los iones plata se dibujan más pequeños que los iones cloruro, como lo son. — Un cristal de cloruro de plata en su disolución saturada. Unos iones abandonan la superficie (disolución) y otros son capturados (precipitación) a la misma velocidad, de modo que $[\ce{Ag+}][\ce{Cl-}]$ se mantiene igual a $K_s$ . Los iones plata se dibujan más pequeños que los iones cloruro, como lo son.

sólido	$\mathrm{p}K_s$	sólido	$\mathrm{p}K_s$
$\ce{AgCl}$	9.75	$\ce{Ca(OH)2}$	5.33
$\ce{AgBr}$	12.27	$\ce{Mg(OH)2}$	11.25
$\ce{AgI}$	16.07	$\ce{Fe(OH)2}$	16.31
$\ce{Ag2CrO4}$	11.95	$\ce{Zn(OH)2}$	16.38
$\ce{BaSO4}$	9.97	$\ce{Fe(OH)3}$	38.55
$\ce{CaCO3}$ (calcita)	8.30	$\ce{Al(OH)3}$ (gibbsita)	34.75
$\ce{CaF2}$	9.84

Productos de solubilidad a

25\,{}^{\circ}\mathrm{C}

, calculados a partir de las entalpías libres estándar de formación de los sólidos y de los iones acuosos. Constantes de formación usadas en este capítulo (Sección 11.5):

\log\beta_4 = 14.45

para

\ce{Zn(OH)4^2-}

, 33.52 para

\ce{Al(OH)4-}

, y

\log\beta_1 = 11.82

para

\ce{FeOH^2+}

.

Ejemplos

Ejemplo 11.6 (Cloruro de plata y cromato de plata)

Cloruro de plata: $s = 10^{-9.75/2} = 1.3 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ , es decir, $1.9\,\mathrm{mg}/\mathrm{L}$ con $M = 143.4\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ . Cromato de plata $\ce{Ag2CrO4}$ ( $\mathrm{p}K_s = 11.95$ ): $s = (10^{-11.95}/4)^{1/3} = 6.6 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ . El cromato tiene la $K_s$ más pequeña y, sin embargo, es cinco veces más soluble. Los productos de solubilidad solo pueden compararse directamente entre sólidos del mismo tipo de fórmula.

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