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Algor Lab S.r.l. - Startup Innovativa - P.IVA IT12537010014

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Solubilità e equilibri eterogenei

La solubilità dei sali è un concetto chiave in chimica, influenzata da temperatura e pH. Il prodotto di solubilità (Kps) aiuta a prevedere la formazione di precipitati e la separazione degli ioni. L'effetto dello ione comune e il pH giocano ruoli cruciali nella solubilità dei composti ionici, con impatti diretti su processi come la precipitazione frazionata.

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1

Definizione di solubilità (S)

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Massima quantità di soluto disciolta in solvente a temperatura e pressione specifiche in equilibrio dinamico.

2

Unità di misura della solubilità

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Espressa in moli per litro (mol/L), grammi per litro (g/L), frazione molare.

3

Solubilità dei gas con la temperatura

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Diminuisce all'aumentare della temperatura.

4

Gli equilibri ______ includono reazioni con reagenti e prodotti in fasi differenti, come un solido che si scioglie in un liquido.

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eterogenei

5

Il ______ di calcio, a differenza del cloruro di sodio, non si dissocia completamente ma raggiunge un equilibrio dinamico in acqua.

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carbonato

6

Dipendenza del Kps dalla temperatura

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Il valore di Kps varia con la temperatura; non è costante.

7

Calcolo del Kps per BaSO4

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Kps = [Ba^2+][SO4^2-]; concentrazioni molari di ioni in soluzione satura.

8

La ______ (s) di un composto è la quantità di moli che si possono sciogliere per ______ di soluzione.

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solubilità litro

9

Conoscendo la solubilità dell'______ ______, è possibile determinare le concentrazioni degli ioni ______ e ______.

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argento cloruro argento cloruro

10

Principio di Le Chatelier

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Spostamento equilibrio reazioni in risposta a cambiamenti esterni.

11

Effetto dello ione comune su AgCl in presenza di NaCl

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Diminuzione solubilità AgCl per aumento ioni Cl- da NaCl.

12

Risultato dell'aggiunta di ioni comuni

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Favorisce formazione solido del sale poco solubile.

13

La ______ avviene quando un solido si separa da una soluzione ______.

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precipitazione sovrassatura

14

Solubilità e Kps

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Il prodotto di solubilità (Kps) indica la massima quantità di ione che può sciogliersi in soluzione; valori minori indicano minore solubilità e precipitazione più facile.

15

Ruolo del cromato di potassio in precipitazione

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Il K2CrO4 agisce come reagente per formare precipitati con specifici ioni, come Ba2+ e Sr2+, basandosi sulla loro solubilità.

16

Ordine di precipitazione di BaCrO4 e SrCrO4

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BaCrO4 precipita prima di SrCrO4 a causa del suo Kps minore; SrCrO4 precipita solo quando la concentrazione di cromato è sufficientemente alta.

17

La ______ del fluoruro di calcio (CaF2) cresce in un ambiente ______ a causa della reazione degli ioni fluoruro con gli ioni idrogeno.

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solubilità acido

18

In un ambiente acido, gli ioni fluoruro (F-) formano ______ ______, riducendo la loro concentrazione libera e spostando l'equilibrio verso una maggiore dissoluzione del CaF2.

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acido fluoridrico

Q&A

Ecco un elenco delle domande più frequenti su questo argomento

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Definizione e Dipendenza della Solubilità dalla Temperatura

La solubilità (S) è la massima quantità di un soluto che può essere disciolta in un solvente a una data temperatura e pressione, raggiungendo una condizione di equilibrio dinamico. La solubilità è influenzata dalla natura del soluto e del solvente, nonché dalla temperatura. Per la maggior parte dei solidi, la solubilità aumenta con l'aumentare della temperatura, mentre per i gas essa diminuisce. La solubilità è espressa in unità di concentrazione, come moli per litro (mol/L), grammi per litro (g/L), o in termini di frazione molare.
Laboratorio scientifico con becher di vetro, soluzioni colorate, bilancia analitica e cristallo esagonale, in atmosfera di ricerca.

Equilibri Eterogenei e Dissociazione dei Sali

Gli equilibri eterogenei coinvolgono reagenti e prodotti in fasi diverse. Un esempio è la dissoluzione di un solido in un liquido, dove il solido e la soluzione rappresentano fasi distinte. Nel caso del carbonato di calcio (CaCO3), in acqua si stabilisce un equilibrio tra il solido e gli ioni Ca2+ e CO32- in soluzione. A differenza degli elettroliti forti, come il cloruro di sodio (NaCl), che si dissociano completamente in soluzione, i sali come il CaCO3 si dissolvono fino a raggiungere un equilibrio dinamico, caratterizzato da una costante di equilibrio specifica.

Il Prodotto di Solubilità (Kps)

Il prodotto di solubilità (Kps) è una costante di equilibrio che quantifica la solubilità di un composto ionico poco solubile in una soluzione satura. Il valore di Kps è specifico per ogni composto e dipende dalla temperatura. Per il solfato di bario (BaSO4), il Kps è il prodotto delle concentrazioni molari degli ioni bario e solfato in soluzione satura, ciascuno elevato al proprio coefficiente stechiometrico nell'equazione di dissociazione.

Calcolo della Solubilità e del Prodotto di Solubilità

La solubilità (s) di un sale è il numero di moli di tale sale che si sciolgono per litro di soluzione. Si può calcolare a partire dal Kps, e viceversa, il Kps può essere determinato se è nota la solubilità. Per esempio, se il Kps del ioduro di piombo (PbI2) è noto, si può calcolare la sua solubilità in acqua. Analogamente, se la solubilità dell'argento cloruro (AgCl) è nota, si possono determinare le concentrazioni degli ioni argento e cloruro in soluzione e quindi calcolare il Kps.

Effetto dello Ione Comune sulla Solubilità

L'effetto dello ione comune si riferisce alla diminuzione della solubilità di un sale poco solubile in presenza di uno degli ioni del sale già disciolti in soluzione. Questo fenomeno è spiegato dal principio di Le Chatelier, che afferma che l'aggiunta di un prodotto di reazione sposta l'equilibrio verso i reagenti. Ad esempio, la solubilità di AgCl è ridotta in una soluzione contenente NaCl, poiché l'aggiunta di ioni Cl- aumenta la concentrazione di uno dei prodotti dell'equilibrio di dissoluzione, favorendo la formazione del solido AgCl.

Precipitazione e Quoziente di Reazione (Qc)

La precipitazione è il processo attraverso il quale un solido si forma da una soluzione sovrassatura. Il quoziente di reazione (Qc) è il prodotto delle concentrazioni molari degli ioni in una soluzione non satura, elevati ai rispettivi coefficienti stechiometrici. Se Qc supera il Kps, la soluzione è sovrassatura e si verifica la precipitazione. Questo criterio è fondamentale per prevedere se la miscelazione di due soluzioni contenenti ioni che possono formare un sale poco solubile porterà alla formazione di un precipitato.

Precipitazione Frazionata per la Separazione degli Ioni

La precipitazione frazionata è un metodo di separazione degli ioni basato sulla differenza di solubilità dei loro sali. Aggiungendo selettivamente reagenti che formano precipitati con specifici ioni, è possibile separarli da una soluzione mista. Ad esempio, se si aggiunge cromato di potassio (K2CrO4) a una soluzione contenente ioni bario (Ba2+) e stronzio (Sr2+), il cromato di bario (BaCrO4) precipiterà per primo a causa del suo minore Kps, seguito dal cromato di stronzio (SrCrO4) quando la concentrazione di cromato diventa sufficientemente alta.

Effetto del pH sulla Solubilità dei Sali

Il pH della soluzione può avere un impatto significativo sulla solubilità dei sali, in particolare se l'anione è la base coniugata di un acido debole. Ad esempio, la solubilità del fluoruro di calcio (CaF2) aumenta in un ambiente acido perché gli ioni fluoruro (F-) reagiscono con gli ioni idrogeno (H+) per formare acido fluoridrico (HF), un acido debole. Questa reazione riduce la concentrazione di ioni fluoruro liberi, spostando l'equilibrio verso la dissoluzione di ulteriore CaF2 e aumentando così la sua solubilità.