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Química · Glossário

O que é Produto de solubilidade?

Definição 11.1 Química universitária — 1.º ano · Capítulo 11 — Precipitação e solubilidade

O produto de solubilidade KsK_s de um sólido iônico MaXb\mathrm{M}_a\mathrm{X}_b é a constante de equilíbrio de sua dissolução em seus íons,

MaXb(s)⇌a Mm++b Xx−,Ks=[Mm+]eq a [Xx−]eq b,pKs=−log⁡Ks,\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 ,

sendo 1 a atividade do sólido. Como toda constante de equilíbrio, ele só depende da temperatura.

Um cristal de cloreto de prata em sua solução saturada. Íons deixam a superfície (dissolução) e outros são capturados (precipitação) na mesma velocidade, de modo que [ Ag+][ Cl-] permanece igual a K_s. Os íons prata são desenhados menores que os íons cloreto, como de fato são.
Um cristal de cloreto de prata em sua solução saturada. Íons deixam a superfície (dissolução) e outros são capturados (precipitação) na mesma velocidade, de modo que [AgX+][ClX−][\ce{Ag+}][\ce{Cl-}] permanece igual a KsK_s. Os íons prata são desenhados menores que os íons cloreto, como de fato são.
sólidopKs\mathrm{p}K_ssólidopKs\mathrm{p}K_s
AgCl\ce{AgCl}9.75Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2}5.33
AgBr\ce{AgBr}12.27Mg(OH)X2\ce{Mg(OH)2}11.25
AgI\ce{AgI}16.07Fe(OH)X2\ce{Fe(OH)2}16.31
AgX2CrOX4\ce{Ag2CrO4}11.95Zn(OH)X2\ce{Zn(OH)2}16.38
BaSOX4\ce{BaSO4}9.97Fe(OH)X3\ce{Fe(OH)3}38.55
CaCOX3\ce{CaCO3} (calcita)8.30Al(OH)X3\ce{Al(OH)3} (gibbsita)34.75
CaFX2\ce{CaF2}9.84
Produtos de solubilidade a 25 ∘C25\,{}^{\circ}\mathrm{C}, calculados a partir das energias de Gibbs padrão de formação dos sólidos e dos íons aquosos. Constantes de formação usadas neste capítulo (Seção 11.5): log⁡β4=14.45\log\beta_4 = 14.45 para Zn(OH)X4X2−\ce{Zn(OH)4^2-}, 33.52 para Al(OH)X4X−\ce{Al(OH)4-}, e log⁡β1=11.82\log\beta_1 = 11.82 para FeOHX2+\ce{FeOH^2+}.

Exemplos

Exemplo 11.6 (Cloreto de prata e cromato de prata)

Cloreto de prata: s=10−9.75/2=1.3×10−5 mol/Ls = 10^{-9.75/2} = 1.3 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}, ou seja, 1.9 mg/L1.9\,\mathrm{mg}/\mathrm{L} com M=143.4 g/molM = 143.4\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}. Cromato de prata AgX2CrOX4\ce{Ag2CrO4} (pKs=11.95\mathrm{p}K_s = 11.95): s=(10−11.95/4)1/3=6.6×10−5 mol/Ls = (10^{-11.95}/4)^{1/3} = 6.6 \times 10^{-5}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}. O cromato tem o menor KsK_s e, no entanto, é cinco vezes mais solúvel. Os produtos de solubilidade só podem ser comparados diretamente entre sólidos de mesmo tipo de fórmula.

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