¿Cómo calcular el producto de solubilidad?

Cálculo del Producto de Solubilidad: Una Guía Paso a Paso

El producto de solubilidad (Kps) es una constante de equilibrio para la disolución de un compuesto iónico en agua. Representa la solubilidad de un compuesto, con valores bajos que indican baja solubilidad y valores altos que indican alta solubilidad.

Paso 1: Determinar la Ecuación de Equilibrio

La ecuación de equilibrio de la disolución de un compuesto iónico tendrá la siguiente forma:

A<sub>x</sub>B<sub>y</sub>(s) ⇌ xA<sup>y+</sup>(aq) + yB<sup>x-</sup>(aq)

Donde:

• A_xB_y es el compuesto iónico sólido
• A^y+ y B^x- son los iones individuales en solución

Paso 2: Escribir la Expresión de Kps

El Kps es igual al producto de las concentraciones iónicas elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos:

Kps = [A<sup>y+</sup>]<sup>x</sup>[B<sup>x-</sup>]<sup>y</sup>

Paso 3: Sustituir las Concentraciones de Equilibrio

Las concentraciones de equilibrio de los iones se pueden determinar a partir de la soluto de la ecuación de equilibrio:

Kps = (s/x)<sup>x</sup>(s/y)<sup>y</sup>

Donde “s” es la solubilidad del compuesto en moles por litro.

Interpretación de Kps

• Kps bajo (10^-10 o menor): Baja solubilidad. El compuesto tiende a precipitar fuera de la solución.
• Kps medio (10^-5 a 10^-10): Solubilidad moderada. El compuesto puede disolverse en cierta medida.
• Kps alto (10^-5 o mayor): Alta solubilidad. El compuesto se disuelve fácilmente en agua.

Ejemplo

Calcule el Kps del carbonato de calcio (CaCO₃), cuya solubilidad es de 0,001 mol/L.

Paso 1: Ecuación de Equilibrio

CaCO<sub>3</sub>(s) ⇌ Ca<sup>2+</sup>(aq) + CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>(aq)

Paso 2: Expresión Kps

Kps = [Ca<sup>2+</sup>][CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>]

Paso 3: Sustitución

Kps = (s/1)<sup>1</sup>(s/1)<sup>1</sup> = s<sup>2</sup>

Paso 4: Cálculo

Kps = (0,001 mol/L)<sup>2</sup> = 10<sup>-8</sup> mol<sup>2</sup>/L<sup>2</sup>

Por lo tanto, el Kps del carbonato de calcio es 10^-8 mol²/L², lo que indica una baja solubilidad.