¿Estás aprendiendo química pero no entiendes bien la constante del producto de solubilidad o quieres aprender más sobre ella? ¿No estás seguro de cómo calcular la solubilidad molar a partir de $K_s_p$? La constante de solubilidad, o $K_s_p$, es una parte importante de la química, especialmente cuando se trabaja con ecuaciones de solubilidad o se analiza la solubilidad de diferentes solutos. Cuando tienes un conocimiento sólido de $K_s_p$, ¡esas preguntas se vuelven mucho más fáciles de responder!
En esta guía de química de $K_s_p$, explicaremos la definición de química de $K_s_p$, cómo resolverla (con ejemplos), qué factores la afectan y por qué es importante. Al final de esta guía, también tenemos una tabla con los valores $K_s_p$ para una larga lista de sustancias para que le resulte más fácil encontrar valores de constantes de solubilidad.
¿Qué es $K_s_p$?
$K_s_p$ se conoce como constante de solubilidad o producto de solubilidad. Es la constante de equilibrio utilizada para las ecuaciones cuando una sustancia sólida se disuelve en una solución líquida/acuosa. Como recordatorio, un soluto (lo que se está disolviendo) se considera soluble si se puede disolver completamente más de 1 gramo en 100 ml de agua.
$K_s_p$ se utiliza para solutos que son sólo ligeramente soluble y no se disuelve completamente en la solución. (Un soluto es insoluble si nada o casi nada se disuelve en la solución). $K_s_p$ representa la cantidad de soluto que se disolverá en la solución.
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El valor de $K_s_p$ varía según el soluto. Cuanto más soluble es una sustancia, mayor es su valor químico $K_s_p$. ¿Y cuáles son las unidades $K_s_p$? En realidad, ¡no tiene unidad! El valor $K_s_p$ no tiene unidades porque elLas concentraciones molares de los reactivos y productos son diferentes para cada ecuación. Esto significaría que la unidad $K_s_p$ sería diferente para cada problema y sería difícil de resolver, por lo que para hacerlo más simple, los químicos generalmente eliminan las unidades $K_s_p$ por completo. ¡Qué amables de su parte!
¿Cómo se calcula $K_s_p$?
En esta sección, explicamos cómo escribir expresiones químicas de $K_s_p$ y cómo resolver el valor de $K_s_p$. Para la mayoría de las clases de química, rara vez necesitarás resolver el valor de $K_s_p$; la mayor parte del tiempo escribirás las expresiones o usarás valores de $K_s_p$ para resolver solubilidad (que explicamos cómo hacerlo en la sección Por qué es importante $K_s_p$).
Escribir expresiones $K_s_p$
A continuación se muestra la ecuación del producto de solubilidad seguida de cuatro problemas de química $K_s_p$ para que puedas ver cómo escribir expresiones $K_s_p$.
Para la reacción $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
La expresión de solubilidad es $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
La primera ecuación se conoce como ecuación de disociación y la segunda es la expresión $K_s_p$ equilibrada.
Para estas ecuaciones:
- A y B representan diferentes iones y sólidos. En estas ecuaciones, también se les denomina 'productos'.
- a y b representan coeficientes utilizados para equilibrar la ecuación
- (aq) y (s) indican en qué estado se encuentra el producto (acuoso o sólido, respectivamente)
- Los paréntesis representan la concentración molar. Entonces [AgCl] representa la concentración molar de AgCl.
Para escribir expresiones $K_s_p$ correctamente, es necesario tener un buen conocimiento de los nombres químicos, los iones poliatómicos y las cargas asociadas con cada ion. Además, lo clave a tener en cuenta con estas ecuaciones es que cada concentración (representada por corchetes) se eleva a la potencia de su coeficiente en la expresión $K_s_p$ equilibrada.
Veamos algunos ejemplos.
Ejemplo 1
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
En este problema, No olvides elevar al cuadrado el Br en la ecuación $K_s_p$. Haces esto debido al coeficiente 2 en la ecuación de disociación.
Ejemplo 2
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
Ejemplo 3
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (ac) + $CrO_4^2^{-}$ (ac)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
Ejemplo 4
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
Resolviendo $K_s_p$ con solubilidad
Para calcular un valor de $K_s_p$, necesita tener valores de solubilidad molar o poder encontrarlos.
Pregunta: Determine el $K_s_p$ de AgBr (bromuro de plata), dado que su solubilidad molar es 5,71 x ^{¯}^7$ moles por litro.
Primero, necesitamos escribir las dos ecuaciones.
AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (ac) + $Br^{¯}$ (ac)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
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Ahora, dado que en este problema estamos resolviendo un valor real de $K_s_p$, ingresamos los valores de solubilidad que nos dieron:
$K_s_p$ = (5,71 x ^{¯}^7$) (5,71 x ^{¯}^7$) = 3,26 x ^{¯}^13$
El valor de $K_s_p$ es 3,26 x ^{¯}^13$
¿Qué factores afectan a $K_s_p$?
En esta sección, analizamos los principales factores que afectan el valor de la constante de solubilidad.
Temperatura
La mayoría de los solutos se vuelven más solubles en un líquido a medida que aumenta la temperatura. Si desea una prueba, vea qué tan bien se mezcla el café instantáneo en una taza de agua fría en comparación con una taza de agua caliente. La temperatura afecta la solubilidad de sólidos y gases. pero no se ha encontrado que tenga un impacto definido en la solubilidad de los líquidos.
Presión
La presión también puede afectar la solubilidad, pero sólo para gases que se encuentran en líquidos. La ley de Henry establece que la solubilidad de un gas es directamente proporcional a la presión parcial del gas.
La ley de Henry se escribe como pag = kc , dónde
- pag es la presión parcial del gas sobre el líquido
- k ¿Es constante la ley de Henry?
- C es la concentración de gas en el líquido
La ley de Henry muestra que, a medida que disminuye la presión parcial, también disminuye la concentración de gas en el líquido, lo que a su vez disminuye la solubilidad. Entonces, menos presión da como resultado menos solubilidad y más presión da como resultado más solubilidad.
Puedes ver la ley de Henry en acción si abres una lata de refresco. Cuando la lata está cerrada, el gas está bajo más presión y hay muchas burbujas porque gran parte del gas está disuelto. Cuando abres la lata, la presión disminuye y, si dejas el refresco reposando el tiempo suficiente, las burbujas eventualmente desaparecerán porque la solubilidad ha disminuido y ya no están disueltas en el líquido (han salido de la bebida). .
Tamaño molecular
Generalmente, los solutos con moléculas más pequeñas son más solubles que los que tienen partículas moleculares. Es más fácil para el disolvente rodear moléculas más pequeñas, por lo que esas moléculas se pueden disolver más rápido que las moléculas más grandes.
¿Por qué es importante $K_s_p$?
¿Por qué es importante la constante de solubilidad? A continuación se detallan tres momentos clave en los que necesitarás usar la química $K_s_p$.
Para encontrar la solubilidad de los solutos
¿Se pregunta cómo calcular la solubilidad molar a partir de $K_s_p$? Conocer el valor de $K_s_p$ te permite encontrar la solubilidad de diferentes solutos. He aquí un ejemplo: El valor $K_s_p$ de $Ag_2SO_4$, sulfato de plata, es 1,4×^{–}^5$. Determinar la solubilidad molar.
Primero, necesitamos escribir la ecuación de disociación: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
A continuación, ingresamos el valor $K_s_p$ para crear una expresión algebraica.
1.4×^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1.4×^{–}^5$= x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1.5x^{-}^2$ M
x$= [$Ag^{+}$]=3.0x^{-}^2$M
Para predecir si se formará un precipitado en las reacciones
Cuando conocemos el valor de $K_s_p$ de un soluto, podemos determinar si se producirá un precipitado si se mezcla una solución de sus iones. A continuación se detallan las dos reglas que determinan la formación de un precipitado.
- Producto iónico > $K_s_p$ entonces se producirá precipitación
- producto iónico<$K_s_p$ then precipitation will not occur
Para comprender el efecto del ion común
$K_s_p$ también es una parte importante del efecto de los iones comunes. El efecto del ion común establece que cuando se mezclan dos soluciones que comparten un ion común, el soluto con el valor de K_s_p$ más pequeño precipitará primero.
Por ejemplo, digamos que se agregan BiOCl y CuCl a una solución. Ambos contienen iones $Cl^{-}$. El valor de $K_s_p$ de BiOCl es 1,8×^{–}^31$ y el valor de $K_s_p$ de CuCl es 1,2×^{–}^6$. BiOCl tiene el valor $K_s_p$ más pequeño, por lo que precipitará antes que CuCl.
Tabla de constantes del producto de solubilidad
A continuación se muestra un cuadro que muestra los valores de $K_s_p$ para muchas sustancias comunes. Los valores de $K_s_p$ son para cuando las sustancias están alrededor de 25 grados Celsius, que es el estándar. Debido a que los valores de $K_s_p$ son tan pequeños, puede haber pequeñas diferencias en sus valores según la fuente que utilice. Los datos de este gráfico provienen de la Universidad de Rhode Island. Departamento de Química .
| Sustancia | Fórmula | $K_s_p$ Valor |
| Hidróxido de aluminio | $Al(OH)_3$ | 1.3×^{–}^33$ |
| Fosfato de aluminio | $AlPO_4$ | 6.3×^{–}^19$ |
| carbonato de bario | $BaCO_3$ | 5.1×^{–}^9$ |
| cromato de bario | $BaCrO_4$ | 1.2×^{–}^10$ |
| fluoruro de bario | $BaF_2$ | 1.0×^{–}^6$ |
| hidróxido de bario | $Ba(OH)_2$ | 5×^{–}^3$ |
| Sulfato de bario | $BaSO_4$ | 1.1×^{–}^10$ |
| sulfito de bario | $BaSO_3$ | 8×^{–}^7$ |
| tiosulfato de bario | $BaS_2O_3$ | 1.6×^{–}^6$ |
| Cloruro de bismutilo | $BiOCl$ | 1.8×^{–}^31$ |
| hidróxido de bismutil | $BiOOH$ | 4×^{–}^10$ |
| carbonato de cadmio | $CdCO_3$ | 5.2×^{–}^12$ |
| hidróxido de cadmio | $Cd(OH)_2$ | 2.5×^{–}^14$ |
| oxalato de cadmio | $CdC_2O_4$ | 1.5×^{–}^8$ |
| sulfuro de cadmio | $CD$ | 8×^{–}^28$ |
| Carbonato de calcio | $CaCO_3$ | 2.8×^{–}^9$ |
| cromato de calcio | $CaCrO_4$ | 7.1×^{–}^4$ |
| Fluoruro de calcio | $CaF_2$ | 5.3×^{–}^9$ |
| Hidrógenofosfato de calcio | $CaHPO_4$ | 1×^{–}^7$ |
| Hidróxido de calcio | $Ca(OH)_2$ | 5.5×^{–}^6$ |
| Oxalato de calcio | $CaC_2O_4$ | 2.7×^{–}^9$ |
| Fosfato de calcio | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2.0×^{–}^29$ |
| Sulfato de calcio | $CaSO_4$ | 9.1×^{–}^6$ |
| sulfito de calcio | $CaSO_3$ | 6.8×^{–}^8$ |
| Hidróxido de cromo (II) | $Cr(OH)_2$ | 2×^{–}^16$ |
| Hidróxido de cromo (III) | $Cr(OH)_3$ | 6.3×^{–}^31$ |
| Carbonato de cobalto (II) | $CoCO_3$ | 1.4×^{–}^13$ |
| Hidróxido de cobalto (II) | $Co(OH)_2$ | 1.6×^{–}^15$ |
| Hidróxido de cobalto (III) | $Co(OH)_3$ | 1.6×^{–}^44$ |
| Sulfuro de cobalto (II) | $CoS$ | 4×^{–}^21$ |
| Cloruro de cobre (I) | $CuCl$ | 1.2×^{–}^6$ |
| Cianuro de cobre (I) | $CuCN$ | 3.2×^{–}^20$ |
| Yoduro de cobre (I) | $CuI$ | 1.1×^{–}^12$ |
| Arseniato de cobre (II) | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7.6×^{–}^36$ |
| Carbonato de cobre (II) | $CuCO_3$ | 1.4×^{–}^10$ |
| Cromato de cobre (II) | $CuCrO_4$ | 3.6×^{–}^6$ |
| Ferrocianuro de cobre (II) | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1.3×^{–}^16$ |
| Hidróxido de cobre (II) | $Cu(OH)_2$ | 2.2×^{–}^20$ |
| Sulfuro de cobre (II) | $CuS$ | 6×^{–}^37$ |
| Carbonato de hierro (II) | $FeCO_3$ | 3.2×^{–}^11$ |
| Hidróxido de hierro (II) | $Fe(OH)_2$ | 8.0^{–}^16$ |
| Sulfuro de hierro (II) | $FeS$ | 6×^{–}^19$ |
| Arseniato de hierro (III) | $FeAsO_4$ | 5.7×^{–}^21$ |
| Ferrocianuro de hierro (III) | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3.3×^{–}^41$ |
| Hidróxido de hierro (III) | $Fe(OH)_3$ | 4×^{–}^38$ |
| Fosfato de hierro (III) | $FePO_4$ | 1.3×^{–}^22$ |
| Arseniato de plomo (II) | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×^{–}^6$ |
| Azida de plomo (II) | $Pb(N_3)_2$ | 2.5×^{–}^9$ |
| Bromuro de plomo (II) | $PbBr_2$ | 4.0×^{–}^5$ |
| Carbonato de plomo (II) | $PbCO_3$ | 7.4×^{–}^14$ |
| Cloruro de plomo (II) | $PbCl_2$ | 1.6×^{–}^5$ |
| cromato de plomo (II) | $PbCrO_4$ | 2.8×^{–}^13$ |
| Fluoruro de plomo (II) | $PbF_2$ | 2.7×^{–}^8$ |
| Hidróxido de plomo (II) | $Pb(OH)_2$ | 1.2×^{–}^15$ |
| Yoduro de plomo (II) | $PbI_2$ | 7.1×^{–}^9$ |
| Sulfato de plomo (II) | $PbSO_4$ | 1.6×^{–}^8$ |
| Sulfuro de plomo (II) | $PbS$ | 3×^{–}^28$ |
| carbonato de litio | $Li_2CO_3$ | 2.5×^{–}^2$ |
| fluoruro de litio | $LiF$ | 3.8×^{–}^3$ |
| fosfato de litio | $Li_3PO_4$ | 3.2×^{–}^9$ |
| Fosfato de magnesio y amonio | $MgNH_4PO_4$ | 2.5×^{–}^13$ |
| Arseniato de magnesio | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×^{–}^20$ |
| Carbonato de magnesio | $MgCO_3$ | 3.5×^{–}^8$ |
| fluoruro de magnesio | $MgF_2$ | 3.7×^{–}^8$ |
| Hidróxido de magnesio | $Mg(OH)_2$ | 1.8×^{–}^11$ |
| oxalato de magnesio | $MgC_2O_4$ | 8.5×^{–}^5$ |
| fosfato de magnesio | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×^{–}^25$ |
| Carbonato de manganeso (II) | $MnCO_3$ | 1.8×^{–}^11$ |
| Hidróxido de manganeso (II) | $Mn(OH)_2$ | 1.9×^{–}^13$ |
| Sulfuro de manganeso (II) | $MnS$ | 3×^{–}^14$ |
| Bromuro de mercurio (I) | $Hg_2Br_2$ | 5.6×^{–}^23$ |
| Cloruro de mercurio (I) | $Hg_2Cl_2$ | 1.3×^{–}^18$ |
| Yoduro de mercurio (I) | $Hg_2I_2$ | 4.5×^{–}^29$ |
| Sulfuro de mercurio (II) | $HgS$ | 2×^{–}^53$ |
| Carbonato de níquel (II) | $NiCO_3$ | 6.6×^{–}^9$ |
| Hidróxido de níquel (II) | $Ni(OH)_2$ | 2.0×^{–}^15$ |
| Sulfuro de níquel (II) | $NiS$ | 3×^{–}^19$ |
| fluoruro de escandio | $ScF_3$ | 4.2×^{–}^18$ |
| hidróxido de escandio | $Sc(OH)_3$ | 8.0×^{–}^31$ |
| acetato de plata | $Ag_2CH_3O_2$ | 2.0×^{–}^3$ |
| Arseniato de plata | $Ag_3AsO_4$ | 1.0×^{–}^22$ |
| Azida de plata | $AgN_3$ | 2.8×^{–}^9$ |
| Bromuro de plata | $AgBr$ | 5.0×^{–}^13$ |
| Cloruro de plata | $AgCl$ | 1.8×^{–}^10$ |
| cromato de plata | $Ag_2CrO_4$ | 1.1×^{–}^12$ |
| cianuro de plata | $AgCN$ | 1.2×^{–}^16$ |
| Yodato de plata | $AgIO_3$ | 3.0×^{–}^8$ |
| yoduro de plata | $AgI$ | 8.5×^{–}^17$ |
| nitrito de plata | $AgNO_2$ | 6.0×^{–}^4$ |
| sulfato de plata | $Ag_2SO_4$ | 1.4×^{–}^5$ |
| Sulfuro de plata | $A_2S$ | 6×^{–}^51$ |
| sulfito de plata | $Ag_2SO_3$ | 1.5×^{–}^14$ |
| tiocianato de plata | $AgSCN$ | 1.0×^{–}^12$ |
| carbonato de estroncio | $SrCO_3$ | 1.1×^{–}^10$ |
| cromato de estroncio | $SrCrO_4$ | 2.2×^{–}^5$ |
| fluoruro de estroncio | $SrF_2$ | 2.5×^{–}^9$ |
| sulfato de estroncio | $SrSO_4$ | 3.2×^{–}^7$ |
| Bromuro de talio (I) | $TlBr$ | 3.4×^{–}^6$ |
| Cloruro de talio (I) | $TlCl$ | 1.7×^{–}^4$ |
| Yoduro de talio (I) | $TlI$ | 6.5×^{–}^8$ |
| Hidróxido de talio (III) | $Tl(OH)_3$ | 6.3×^{–}^46$ |
| Hidróxido de estaño (II) | $Sn(OH)_2$ | 1.4×^{–}^28$ |
| Sulfuro de estaño (II) | $SnS$ | 1×^{–}^26$ |
| carbonato de zinc | $ZnCO_3$ | 1.4×^{–}^11$ |
| hidróxido de zinc | $Zn(OH)_2$ | 1.2×^{–}^17$ |
| oxalato de zinc | $ZnC_2O_4$ | 2.7×^{–}^8$ |
| Fosfato de zinc | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9.0×^{–}^33$ |
| Sulfuro de zinc | $ZnS$ | 2×^{–}^25$ |
Conclusión: Guía de química de $K_s_p$
¿Qué es $K_s_p$ en química? La constante del producto de solubilidad, o $K_s_p$, es un aspecto importante de la química cuando se estudia la solubilidad de diferentes solutos. $K_s_p$ representa la cantidad de soluto que se disolverá en la solución, y cuanto más soluble sea una sustancia, mayor será el valor químico de $K_s_p$.
Para calcular la constante del producto de solubilidad, primero deberá escribir la ecuación de disociación y la expresión $K_s_p$ equilibrada, luego ingresar las concentraciones molares, si las tiene.
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La constante de solubilidad puede verse afectada por la temperatura, la presión y el tamaño molecular, y es importante para determinar la solubilidad, predecir si se formará un precipitado y comprender el efecto de los iones comunes.
¿Que sigue?
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