Mi aiutate a svolgere questo esercizio?
Determinare la concentrazione degli ioni bario e solfato presenti nella soluzione ottenuta mescolando 10.0 L di una soluzione 0.100 M di cloruro di bario con 15.0 L di una soluzione 0.0800 M di una soluzione di solfato di sodio. (Kps del solfato di bario è 1.5*10^-9).
Dunque, io ho scritto la reazione poi ho calcolato le concentrazioni del cloruro di bario e del solfato di sodio, dopodiché ho fatto il reagente limitante ho calcolato il Kps del solfato di bario. Ma non so se ho fatto bene.
Answers & Comments
Verified answer
Calcoliamo le moli nelle singole soluzioni prima dell mescolamento.
0.1 moli/L * 10 L = 1 moli di BaCl2
0.08 moli/L * 15 L = 1.2 moli di Na2SO4
La reazione
BaCl2 + Na2SO4 --------> BaSO4 + 2 NaCl
Salla reazione di evince che il rapporto è 1 : 1 mentre le moli si Na2SO4 sono 1.2
Quindi nel mescolamento 10 + 15 = 25 L rimarranno in soluzione 0.2 moli Na2SO4
la M di Na2SO4 = 0.2moli / 25L = 0.008 M
La presenza si Na2SO4 (ione comune disturba l'equilibrio della pp. di BaSO4
alterando le concentazioni
chiamiamo con x la concentrazione di Ba(++) e quella di SO4(--) = x + 0.008
[ x ] * [x + 0.008] = 1.5 *10^-9 ; risolvendo per x
x = 1.87 * 10^-7 moli /L concentrazione ioni bario
x + 0.008 = 0.008 moli / L ( il solfato rimane quasi tutto in soluzione)
Se volessimo calcolare la s ( o x) senza tenere conto dello ione comune
s = RadiceQuadrata[1.5 * 10^-9] = 3.87 *10^-5
Come si vede lo ione comune ha aumentato la pp.
3.87 * 10^-5 moli/L senza ione comune contro 1.87 *10^-7 moli/L con lo ione comune
La solubilita è 100 volte inferiore quando è presente l'eccesso di Na2SO4
N.B.
Ti voglio fare notare che questi esercizi sono di difficoltà medio-superiore, trovarsi in difficoltà
è normale [ forse ho preso anch'io una cantonata!!]
Quindi avrai scritto questa reazione:
BaCl2 + Na2SO4 ----> BaSO4 + 2NaCl
Si formerà un precipitato di BaSO4 e in soluzione avremo ioni Ba(2+) e SO4(2-) a concentrazioni tali da soddisfare l’equilibrio di solubilità :
BaSO4 <----> Ba(2+) + SO4(2-)
Kps = [Ba(2+)]•[SO4(2-)] = 1.5•10^-9 M^2
Le moli di BaCl2 e Na2SO4 che vengono unite sono (moli = molarità x volume in L):
moli di BaCl2 = 0.100 x 10 = 1.00
moli di Na2SO4 = 0.0800 x 15 = 1.20
Quindi le moli di ione SO4(2-) sono in eccesso rispetto a quelle di ioni Ba(2+), che rappresenta quindi il reagente limitante. Possiamo quindi supporre che la quantità di BaSO4 che precipita sia pari alle moli di BaCl2 messe in soluzione. Otterremo quindi una quantità residua di ioni SO4(2-) in soluzione pari a:
moli di SO4(2-) residue = 1.20 – 1.00 = 0.20 moli
Calcoliamo la concentrazione di ioni SO4(2-) dividendo le moli per il volume totale in L (25 L):
[SO4(2-)] = 0.20/25 = 0.008 M
Possiamo calcolare la concentrazione degli ioni Ba(2+) utilizzando l’espressione della Kps:
[Ba2+] = Kps/[SO4(2-)] = 1.5•10^-9/0.008 = 1.88 10^-7 M
Il ragionamento che abbiamo fatto, ossia immaginare che tutto il Ba(2+) messo in soluzione precipiti è vero purché la quantità di Ba(2+) che abbiamo trovato sia effettivamente trascurabile rispetto a quella che abbiamo messo in soluzione. Come puoi verificare tale ipotesi è soddisfatta:
moli di Ba(2+) in soluzione = 1.88 10^-7 x 25 = 4.69 10^-6 << 1.00