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

La solubilità di un composto ionico è spesso espressa attraverso la costante di prodotto di solubilità (K_ps), che rappresenta il prodotto delle concentrazioni ioniche in equilibrio quando il composto inizia a precipitare dalla soluzione. Maggiore è il valore di K_ps, maggiore è la solubilità del composto.

Ora, esaminiamo le affermazioni fornite:

A) Un valore molto basso del K_ps:

• Corretto: Un basso K_ps indica che il composto ha una bassa solubilità, favorendo la precipitazione. Quindi, questa condizione favorisce la precipitazione.

B) Una concentrazione iniziale bassa dello ione interessato:

• Corretto: Una bassa concentrazione iniziale implica che lo ione è diluito in un grande volume di soluzione. Questo rende meno efficiente la precipitazione, poiché a parità di concentrazione finale, in un volume più grande vengono perse maggiori quantità del prodotto precipitato.

C) Una concentrazione dello ione comune molto più alta di quella dello ione interessato:

• Corretto: La presenza di uno ione comune in alta concentrazione può interferire con la precipitazione, poiché c'è già una grande quantità di uno degli ioni presenti nella soluzione.

D) Una concentrazione iniziale alta dello ione interessato:

• Errato: Una concentrazione iniziale alta dello ione interessato favorisce la precipitazione, poiché c'è una maggiore quantità di questo ione disponibile per reagire e formare il composto precipitato.

Quindi, la risposta corretta è la B, poiché una bassa concentrazione iniziale dello ione interessato rende meno efficiente la precipitazione.

Consideriamo una soluzione satura contenente AgCl (s) con K_ps = 1,2 × 10^-10 e AgBr (s) con K_ps = 3,5 × 10^-13. Le due reazioni coinvolte sono: 1. AgCl → Ag⁺ + Cl^-, con K_ps = [Ag⁺][Cl^-] 2. AgBr → Ag⁺ + Br^-, con K_ps = [Ag⁺][Br^-] Poniamo [Cl^-] = x e [Br^-] = y, quindi [Ag⁺] = x + y. Le espressioni delle K_ps diventano: 1. (x + y)x = 1,2 × 10^-10 2. (x + y)y = 3,5 × 10^-13 Se y è molto più piccolo di x, semplificando otteniamo x^2 = 1,2 × 10^-10 e xy = 3,5 × 10^-13. Da qui, calcoliamo x = [Cl^-] = 1,09 × 10^-5 M e y = [Br^-] = 3,5 × 10^-13/1,09 × 10^-5 = 3,2 × 10^-8 M. Inoltre, x + y = [Ag⁺] ≈ x = 1,09 × 10^-5 M. La risposta corretta è quindi A) [Cl^-] = 1,09 × 10^-5 M. *****

Per comprendere meglio le affermazioni in questione, è utile esaminare alcuni concetti relativi alla costante di equilibrio (K) e alle trasformazioni delle equazioni di equilibrio.

1. Affermazione A:

• Affermazione: "Quando si inverte l'equazione bisogna fare l'inverso del valore di Kc."
• Corretta. Quando si inverte l'equazione di equilibrio, la nuova costante di equilibrio (K') è il reciproco della costante originale (K). Quindi, K' = 1/K.

2. Affermazione B:

• Affermazione: "Quando si moltiplicano i coefficienti di un'equazione di equilibrio per un fattore 2, 3, ecc., bisogna elevare la costante di equilibrio ad un esponente 2, 3, ecc."
• Corretta. Se si moltiplicano tutti i coefficienti dell'equazione di equilibrio per un certo fattore, la nuova costante di equilibrio (K') sarà quella originale (K) elevata a tale esponente.

3. Affermazione C:

• Affermazione: "Quando si dividono i coefficienti di un'equazione di equilibrio per un fattore 2, 3, ecc., bisogna estrarre la radice della costante di equilibrio di indice 2, 3, ecc."
• Corretta. Se si dividono tutti i coefficienti dell'equazione di equilibrio per un certo fattore, la nuova costante di equilibrio (K') sarà la radice dell'originale (K) con l'indice pari a tale fattore.

4. Affermazione D:

• Affermazione: "Usando le attività nell'espressione della costante di equilibrio si ottiene la Kc avente dimensioni (mol/L)Δn."
• Errata. Quando si usano le attività nell'espressione della costante di equilibrio, si ottiene una costante adimensionale, non con le dimensioni indicate nell'affermazione.

Quindi, la risposta corretta alla domanda è la D, poiché è l'unica affermazione che contiene un'informazione errata.

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