QUIZ DI EQUILIBRIO CHIMICO ED EQUILIBRIO DI SOLUBILITA' " - NAZIONALI CATEGORIA C

La costante di equilibrio di solubilità (K_ps) per Fe(OH)₂ può essere calcolata conoscendo il pH della soluzione satura, il quale fornisce le concentrazioni di ioni H⁺ e OH^-. La reazione di dissociazione di Fe(OH)₂ in soluzione è rappresentata come segue: Fe(OH)₂ → Fe²⁺ + 2OH^- Le concentrazioni di H+ e OH- possono essere calcolate utilizzando il pH della soluzione satura: [H⁺] = 10^-pH = 10^-9,06 M [OH^-] = 10^-14/[H⁺] = 10^-14/10^-9,06 ≈ 1,148 × 10^-5 M Ora, possiamo utilizzare queste concentrazioni nella relazione di K_ps per Fe(OH)₂: K_ps = (1/2) [OH^-]³ = (1/2) (1,148 × 10^-5)³ ≈ 7,57 × 10^-16 M³ Quindi, la risposta corretta è l'opzione A) 7,60 × 10^-16 M³.   *****  

La reazione tra una soluzione acquosa di AlCl₃ (cloruro di alluminio) e NaOH (idrossido di sodio) porta alla formazione di idrossido di alluminio, Al(OH)₃, che è insolubile e forma un precipitato. La reazione può essere rappresentata come segue:

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ ↓ + 3NaCl

In questo caso, il precipitato formato è l'idrossido di alluminio Al(OH)₃.

L'idrossido di alluminio è anfotero, il che significa che può comportarsi sia da acido che da base. Quando si aggiunge acido solforico (H₂SO₄) alla prima provetta, la reazione può essere rappresentata come segue:

Al(OH)₃ + 3H+ → Al³⁺ + 3H₂O

In questa reazione, l'idrossido di alluminio si scioglie perché reagisce con gli ioni idrogeno (H⁺) forniti dall'acido solforico.

D'altra parte, quando si aggiunge una soluzione di idrossido di potassio (KOH) alla seconda provetta, la reazione può essere rappresentata come segue:

Al(OH)₃ + OH^- → [Al(OH)₄]^-

In questa reazione, l'idrossido di alluminio si scioglie perché reagisce con gli ioni idrossido (OH^-) forniti dalla soluzione di idrossido di potassio.

Quindi, la solubilità dell'idrossido di alluminio dipende dal pH del mezzo circostante. In ambiente acido, si scioglierà formando ioni alluminio, mentre in ambiente basico si scioglierà formando ioni alluminato.

Di conseguenza, se si aggiunge una soluzione di acido solforico alla prima provetta, il precipitato si ridissolverà (la reazione è in direzione inversa), e se si aggiunge una soluzione di idrossido di potassio alla seconda provetta, il precipitato si ridissolverà. La risposta corretta è A) il precipitato si ridissolve in entrambe le provette.

Per calcolare il prodotto di solubilità (K_ps) del solfuro di bismuto (Bi₂S₃), è necessario considerare l'equilibrio di solubilità del composto. L'equazione chimica per la dissociazione di Bi₂S₃ è la seguente:

Bi₂S₃ (s) ⇌ 2 Bi³⁺ (aq) + 3 S^2‒ (aq)

In questo equilibrio, il Bi₂S₃ solido si dissocia nei suoi ioni costituenti, Bi³⁺ e S^2‒, in soluzione acquosa. La concentrazione di ioni Bi³⁺ in soluzione è rappresentata da [Bi³⁺], e la concentrazione di ioni S^2‒ è rappresentata da [S^2‒].

Poiché una mole di Bi₂S₃ produce due moli di ioni Bi³⁺ e tre moli di ioni S^2‒, possiamo scrivere le concentrazioni in termini di 's', che rappresenta la solubilità di Bi₂S₃. Quindi:

[Bi³⁺] = 2s

[S^2‒] = 3s

Il prodotto di solubilità (K_ps) è il prodotto delle concentrazioni di ioni in equilibrio ed è espresso come:

K_ps = [Bi³⁺]² * [S^2‒]³

Sostituendo le espressioni per [Bi³⁺] e [S^2‒], otteniamo:

K_ps = (2s)² * (3s)³ = 4s² * 27s³ = 108s⁵

Ora possiamo calcolare il valore di K_ps utilizzando la solubilità data di 10^‒15 M:

K_ps = 108 * (10^‒15)⁵ = 108 * 10^‒75 = 1,08 * 10^‒73

Quindi, la risposta corretta è B) 1,1 ∙ 10^‒73, che rappresenta il prodotto di solubilità di Bi₂S₃.