Está a aprender química mas não compreende bem a constante do produto de solubilidade ou quer aprender mais sobre ele? Não tem a certeza de como calcular a solubilidade molar a partir de $K_s_p$? A constante de solubilidade, ou $K_s_p$, é uma parte importante da química, particularmente quando se trabalha com equações de solubilidade ou se analisa a solubilidade de diferentes solutos. Quando se tem uma compreensão sólida de $K_s_p$, essas perguntas tornam-se muito mais fáceis de responder!
Neste guia de química $K_s_p$, explicaremos a definição de química $K_s_p$, como resolver para ela (com exemplos), quais os factores que a afectam, e porque é importante. No fundo deste guia, temos também uma tabela com os valores $K_s_p$ para uma longa lista de substâncias para facilitar a procura de valores constantes de solubilidade.
O que é $K_s_p$?
$K_s_p$ é conhecido como a constante de solubilidade ou produto de solubilidade. É a constante de equilíbrio utilizada para equações quando uma substância sólida está a dissolver-se numa solução líquida/aquosa. Como lembrete, um soluto (o que está a ser dissolvido) é considerado solúvel se mais de 1 grama dele puder ser completamente dissolvido em 100 ml de água.
$K_s_p$ é utilizado para solutos que são apenas ligeiramente solúveis e não se dissolvem completamente em solução. (Um soluto é insolúvel se nada ou quase nada do mesmo se dissolve em solução). $K_s_p$ representa quanto do soluto se dissolverá em solução.
O valor de $K_s_p$ varia dependendo do soluto. Quanto mais solúvel for uma substância, mais elevado será o seu valor $K_s_p$ de química. E o que são as unidades $K_s_p$? Na verdade, não tem uma unidade! O valor $K_s_p$ não tem nenhuma unidade porque as concentrações molares dos reagentes e produtos são diferentes para cada equação. Isto significaria que a unidade $K_s_p$ seria diferente para cada problema e seria difícil de resolver, por isso, para que seja mais simples, os químicos geralmente descem unidades $K_s_p$ ao todo. Que bom!
Como se calcula $K_s_p$?
Nesta secção, explicamos como escrever expressões químicas de $K_s_p$ e como resolver para o valor de $K_s_p$. Para a maioria das aulas de química, raramente terá de resolver pelo valor de $K_s_p$; na maior parte das vezes estará a escrever as expressões ou a utilizar valores de $K_s_p$ para resolver por solubilidade (o que explicamos como fazer na secção “Porque é que $K_s_p$ é importante”).
Escrita $K_s_p$ Expressões
Below é a equação do produto de solubilidade que é seguida de quatro problemas químicos $K_s_p$ para que se possa ver como escrever expressões $K_s_p$.
Para a reacção $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
A expressão solubilidade é $K_s_p$= $^a$ $^b$
A primeira equação é conhecida como uma equação de dissociação, e a segunda é a expressão equilibrada $K_s_p$.
Para estas equações:
- A e B representam iões e sólidos diferentes. Nestas equações, são também referidas como “produtos”.
- a e b representam coeficientes utilizados para equilibrar a equação
- (aq) e (s) indicam em que estado o produto está (aquoso ou sólido, respectivamente)
- Brackets significam concentração molar. Assim representa a concentração molar de AgCl.
Para escrever correctamente as expressões $K_s_p$, é necessário ter um bom conhecimento dos nomes químicos, iões poliatómicos, e as cargas associadas a cada ião. Além disso, o essencial a ter em conta com estas equações é que cada concentração (representada por parênteses rectos) é elevada à potência do seu coeficiente na expressão equilibrada $K_s_p$.
Vejamos alguns exemplos.
Exemplo 1
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + $2Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $$ $^2$
Neste problema, não se esqueça de colocar o Br na equação $K_s_p$. Faz-se isto por causa do coeficiente “2” na equação de dissociação.
Exemplo 2
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$=
Exemplo 3
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $^2$
Exemplo 4
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ $3Cu^2^{+}$ (aq) + $2PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $^3$ $^2$
Solving for $K_s_p$ With Solubility
In order to calculate a value for $K_s_p$, é necessário ter valores de solubilidade molar ou ser capaz de os encontrar.
P>Question: Determine os $K_s_p$ de AgBr (brometo de prata), dado que a sua solubilidade molar é 5,71 x $10^{¯}^7$ moles por litro.
P>Primeiro, precisamos de escrever as duas equações.
AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ =
p> Agora, uma vez que neste problema estamos a resolver por um valor real de $K_s_p$, ligamos os valores de solubilidade que nos foram dados:
$K_s_p$ = (5.71 x $10^{¯}^7$) (5,71 x $10^{¯}^7$) = 3,26 x $10^{¯}^13$
O valor de $K_s_p$ é 3,26 x $10^{¯}^13$
Que factores afectam $K_s_p$?
Nesta secção, discutimos os principais factores que afectam o valor da constante de solubilidade.
Temperatura
A maioria dos solutos torna-se mais solúvel num líquido à medida que a temperatura é aumentada. Se desejar uma prova, veja como o café instantâneo se mistura bem numa chávena de água fria em comparação com uma chávena de água quente. A temperatura afecta a solubilidade tanto dos sólidos como dos gases, mas ainda não se verificou que tenha um impacto definido na solubilidade dos líquidos.
Pressão
Pressão também pode afectar a solubilidade, mas apenas para os gases que estão em líquidos. A lei de Henry afirma que a solubilidade de um gás é directamente proporcional à pressão parcial do gás.
A lei de Henry é escrita como p=kc, onde
- p é a pressão parcial do gás acima do líquido
- k é a constante da lei de Henry
- c é a concentração de gás no líquido
A lei de Henry mostra que, à medida que a pressão parcial diminui, a concentração de gás no líquido também diminui, o que, por sua vez, diminui a solubilidade. Assim, menos pressão resulta em menos solubilidade, e mais pressão resulta em mais solubilidade.
P>Vemos a lei de Henry em acção se abrirmos uma lata de refrigerante. Quando a lata é fechada, o gás está sob mais pressão, e há muitas bolhas porque muito do gás é dissolvido. Quando se abre a lata, a pressão diminui, e, se se deixa a soda sentada fora o tempo suficiente, as bolhas acabam por desaparecer porque a solubilidade diminuiu e já não se dissolvem no líquido (elas já borbulharam fora da bebida).
Molecular Size
Geralmente, os solutos com moléculas mais pequenas são mais solúveis do que aqueles com partículas de moléculas. É mais fácil para o solvente envolver moléculas mais pequenas, para que essas moléculas possam ser dissolvidas mais rapidamente do que as moléculas maiores.
Porquê $K_s_p$ Importante?
Porquê a constante de solubilidade é importante? Abaixo estão três tempos-chave em que terá de usar $K_s_p$ química.
Para encontrar a solubilidade dos Solutos
Interrogar-se como calcular a solubilidade molar a partir de $K_s_p$? Saber o valor de $K_s_p$ permite-lhe encontrar a solubilidade de diferentes solutos. Aqui está um exemplo: O valor de $K_s_p$ de $Ag_2SO_4$ ,sulfato de prata, é 1,4×$10^{-}^5$. Determinar a solubilidade molar.
P>Primeiro, precisamos de escrever a equação de dissociação: $K_s_p$=$ ^2$ $
P>Próximo, ligamos o valor $K_s_p$ para criar uma expressão algébrica.
1,4×$10^{-}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1.4×$10^{-}^5$= $4x^3$
$x$===1,5x$10^{-}^2$ M
$2x$= =3.0x$10^{-}^2$ M
Para prever se um precipitado se vai formar em reacções
Quando sabemos o valor $K_s_p$ de um soluto, podemos descobrir se ocorrerá um precipitado se uma solução dos seus iões for misturada. Abaixo estão as duas regras que determinam a formação de um precipitado.
- Produto iónico > $K_s_p$ então ocorrerá a precipitação
- Produto iónico < $K_s_p$ então a precipitação não ocorrerá
Para compreender o efeito iónico comum
$K_s_p$ também é uma parte importante do efeito iónico comum. O efeito ião comum afirma que quando duas soluções que partilham um ião comum são misturadas, o soluto com o valor menor de $K_s_p$ precipitará primeiro.
Por exemplo, digamos que BiOCl e CuCl são adicionados a uma solução. Ambos contêm iões $Cl^{-}$. O valor de BiOCl $K_s_p$ é 1,8×$10^{-}^31$ e o valor de CuCl $K_s_p$ é 1,2×$10^{-}^6$. BiOCl tem o valor menor de $K_s_p$, pelo que precipitará antes de CuCl.
Solubilidade Tabela Constante do Produto
Below é um gráfico mostrando os valores de $K_s_p$ para muitas substâncias comuns. Os valores $K_s_p$ são para quando as substâncias estão à volta dos 25 graus Celsius, o que é padrão. Como os valores $K_s_p$ são tão pequenos, pode haver pequenas diferenças nos seus valores, dependendo da fonte utilizada. Os dados deste gráfico provêm do Departamento de Química da Universidade de Rhode Island.
| Substância | Fórmula | $K_s_p$ Valor |
| Hidróxido de alumínio | $Al(OH)_3$ | 1.3×$10^{-}^33$ |
| $AlPO_4$ | 6,3×$10^{-}^19$ | |
| $BaCO_3$ | 5.1×$10^{-}^9$ | |
| $BaCrO_4$ | 1.2×$10^{-}^10$ | |
| Fluoreto de bário | $BaF_2$ | 1.0×$10^{-}^6$ |
| $Ba(OH)_2$ | 5×$10^{-}^3$ | |
| $BaSO_4$ | 1.1×$10^{-}^10$ | |
| 8×$10^{-}^7$ | ||
| 1.6×$10^{-}^6$ | ||
| $BiOCl$ | 1.8×$10^{-}^31$ | |
| $BiOOH$ | 4×$10^{-}^10$ | $CdCO_3$ | 5.2×$10^{-}^12$ |
| Hidróxido de cádmio | $Cd(OH)_2$ | 2,5×$10^{-}^14$ |
| Oxalato de cádmio | $CdC_2O_4$ | 1.5×$10^{-}^8$ |
| $CdS$ | 8×$10^{-}^28$ | |
| Carbonato de cálcio | $CaCO_3$ | 2.8×$10^{-}^9$ |
| $CaCrO_4$ | 7,1×$10^{-}^4$ | |
| Fluoreto de cálcio | $CaF_2$ | 5.3×$10^{-}^9$ |
| $CaHPO_4$ | 1×$10^{-}^7$ | |
| Hidróxido de cálcio | $Ca(OH)_2$ | 5.5×$10^{-}^6$ |
| $CaC_2O_4$ | 2.7×$10^{-}^9$ | |
| $Ca_3(PO_4)_2$ | 2,0×$10^{-}^29$ | |
| Sulfato de cálcio | $CaSO_4$ | 9.1×$10^{-}^6$ |
| $CaSO_3$ | 6.8×$10^{-}^8$ | |
| Hidróxido de crómio (II) | $Cr(OH)_2$ | 2×$10^{-}^16$ |
| Hidróxido de crómio (III) | $Cr(OH)_3$ | 6.3×$10^{-}^31$ |
| $CoCO_3$ | 1,4×$10^{-}^13$ | |
| Cobalto (II) hidróxido | $Co(OH)_2$ | 1.6×$10^{-}^15$ |
| $Co(OH)_3$ | 1.6×$10^{-}^44$ | |
| $CoS$ | 4×$10^{-}^21$ | |
| $CuCl$ | 1.2×$10^{-}^6$ | |
| $CuCN$ | 3.2×$10^{-}^20$ | |
| Cobre (I) iodeto | $CuI$ | 1.1×$10^{-}^12$ |
| $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7.6×$10^{-}^36$ | |
| $CuCO_3$ | 1.4×$10^{-}^10$ | |
| Cobre (II) cromato | $CuCrO_4$ | 3.6×$10^{-}^6$ |
| $Cu$ | 1.3×$10^{-}^16$ | |
| $Cu(OH)_2$ | 2.2×$10^{-}^20$ | |
| $CuS$ | 6×$10^{-}^37$ | |
| $FeCO_3$ | 3.2×$10^{-}^11$ | |
| $Fe(OH)_2$ | 8.0$10^{-}^16$ | |
| $FeS$ | 6×$10^{-}^19$ | |
| $FeAsO_4$ | 5.7×$10^{-}^21$ | |
| $Fe_4_3$ | 3.3×$10^{-}^41$ | |
| $Fe(OH)_3$ | 4×$10^{-}^38$ | |
| Iron (III) fosfato | $FePO_4$ | 1.3×$10^{-}^22$ |
| $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×$10^{-}^6$ | |
| $Pb(N_3)_2$ | 2.5×$10^{-}^9$ | |
| $PbBr_2$ | 4.0×$10^{-}^5$ | |
| Lead (II) carbonate | $PbCO_3$ | 7.4×$10^{-}^14$ |
| $PbCl_2$ | 1.6×$10^{-}^5$ | |
| $PbCrO_4$ | 2.8×$10^{-}^13$ | |
| $PbF_2$ | 2,7×$10^{-}^8$ | |
| $Pb(OH)_2$ | 1.2×$10^{-}^15$ | |
| $PbI_2$ | 7.1×$10^{-}^9$ | |
| $PbSO_4$ | 1.6×$10^{-}^8$ | |
| $PbS$ | 3×$10^{-}^28$ | |
| Carbonato de lítio | $Li_2CO_3$ | 2.5×$10^{-}^2$ |
| $LiF$ | 3,8×$10^{-}^3$ | |
| Fosfato de lítio | $Li_3PO_4$ | 3.2×$10^{-}^9$ |
| Fosfato de amónio magnésio | $MgNH_4PO_4$ | 2.5×$10^{-}^13$ |
| $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×$10^{-}^20$ | |
| $MgCO_3$ | 3.5×$10^{-}^8$ | |
| $MgF_2$ | 3,7×$10^{-}^8$ | |
| $Mg(OH)_2$ | 1.8×$10^{-}^11$ | |
| $MgC_2O_4$ | 8.5×$10^{-}^5$ | |
| $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×$10^{-}^25$ | |
| Carbonato de manganês (II) | $MnCO_3$ | 1.8×$10^{-}^11$ |
| $Mn(OH)_2$ | 1.9×$10^{-}^13$ | |
| $MnS$ | 3×$10^{-}^14$ | |
| $Hg_2Br_2$ | 5.6×$10^{-}^23$ | |
| $Hg_2Cl_2$ | 1,3×$10^{-}^18$ | |
| $Hg_2I_2$ | 4.5×$10^{-}^29$ | |
| $HgS$ | 2×$10^{-}^53$ | |
| $NiCO_3$ | 6.6×$10^{-}^9$ | |
| $Ni(OH)_2$ | 2.0×$10^{-}^15$ | |
| $NiS$ | 3×$10^{-}^19$ | |
| Scandium fluoride | $ScF_3$ | 4.2×$10^{-}^18$ |
| $Sc(OH)_3$ | 8.0×$10^{-}^31$ | |
| Assetato de prata | $Ag_2CH_3O_2$ | 2.0×$10^{-}^3$ |
| Arsenato de prata | $Ag_3AsO_4$ | 1.0×$10^{-}^22$ |
| $AgN_3$ | 2,8×$10^{-}^9$ | |
| $AgBr$ | 5.0×$10^{-}^13$ | |
| $AgCl$ | 1.8×$10^{-}^10$ | |
| $Ag_2CrO_4$ | 1.1×$10^{-}^12$ | |
| $AgCN$ | 1.2×$10^{-}^16$ | |
| Iodato de prata | $AgIO_3$ | 3.0×$10^{-}^8$ |
| $AgI$ | 8,5×$10^{-}^17$ | |
| Silver nitrite | $AgNO_2$ | 6.0×$10^{-}^4$ |
| Sulfato de prata | $Ag_2SO_4$ | 1.4×$10^{-}^5$ |
| 6×$10^{-}^51$ | ||
| $Ag_2SO_3$ | 1.5×$10^{-}^14$ | |
| Tiocianato de prata | $AgSCN$ | 1.0×$10^{-}^12$ |
| $SrCO_3$ | 1.1×$10^{-}^10$ | |
| $SrCrO_4$ | 2.2×$10^{-}^5$ | |
| Strontium fluoride | $SrF_2$ | 2.5×$10^{-}^9$ |
| Strontium sulfato | $SrSO_4$ | 3.2×$10^{-}^7$ |
| Tálio (I) brometo | $TlBr$ | 3.4×$10^{-}^6$ |
| Tálio (I) cloreto | $TlCl$ | 1.7×$10^{-}^4$ |
| $TlI$ | 6,5×$10^{-}^8$ | |
| Hidróxido de tálio (III) | $Tl(OH)_3$ | 6.3×$10^{-}^46$ |
| $Sn(OH)_2$ | 1.4×$10^{-}^28$ | |
| $SnS$ | 1×$10^{-}^26$ | |
| Carbonato de zinco | $ZnCO_3$ | 1.4×$10^{-}^11$ |
| Hidróxido de zinco | $Zn(OH)_2$ | 1.2×$10^{-}^17$ |
| Oxalato de zinco | $ZnC_2O_4$ | 2.7×$10^{-}^8$ |
| fosfato de zinco | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9.0×$10^{-}^33$ |
| $ZnS$ | 2×$10^{-}^25$ |
Conclusão: $K_s_p$ Guia de Química
O que é $K_s_p$ em química? A constante de solubilidade do produto, ou $K_s_p$, é um aspecto importante da química quando se estuda a solubilidade de diferentes solutos. $K_s_p$ representa quanto do soluto se dissolverá em solução, e quanto mais solúvel for uma substância, maior será o valor da química $K_s_p$.
Para calcular a constante do produto de solubilidade, será necessário primeiro escrever a equação de dissociação e equilibrar a expressão $K_s_p$, depois ligar as concentrações molares, se lhe forem dadas.
A constante de solubilidade pode ser afectada pela temperatura, pressão e tamanho molecular, e é importante para determinar a solubilidade, prever se se formará um precipitado, e compreender o efeito iónico comum.
O que se segue?
Inconsolúvel que tenha terminado de aprender sobre a constante de solubilidade? Afogue as suas mágoas no nosso guia completo das 11 regras de solubilidade.
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Christine formou-se na Michigan State University com diplomas em Biologia e Geografia Ambiental e recebeu o seu mestrado na Duke University. No liceu, ela pontuou no percentil 99 do SAT e foi nomeada Finalista de Mérito Nacional. Ensinou inglês e biologia em vários países.