Equilibrio de Solubilidad

El cloruro de sodio se considera soluble porque grandes cantidades se disuelven en agua, pero cuando se agrega cloruro de plomo al agua, solo una pequeña cantidad se disuelve, mientras que el resto permanece insoluble. El sólido no disuelto coexiste con los iones de plomo y cloruro que están en la solución. Parte del cloruro de plomo sólido continúa disolviéndose, mientras que algunos de los iones en la solución se recombinan para formar un precipitado.

Cuando la velocidad de disolución es igual a la velocidad de precipitación, se establece un equilibrio de solubilidad. La constante de equilibrio se puede calcular a partir de las concentraciones de equilibrio de los iones de acuerdo con la reacción de disolución, donde el cloruro de plomo se disocia en un iones de plomo y dos de cloruro. Entonces, la constante de equilibrio está dada por la concentración molar de iones de plomo multiplicada por el cuadrado de la concentración molar de iones de cloruro.

Debido a que la concentración de cloruro de plomo sólido permanece constante, se excluye del cálculo. Esta constante de equilibrio se llama producto de solubilidad, que se indica como Ksp. A 25 grados Celsius, la Ksp del cloruro de plomo es 1, 17 10⁻⁵.

El valor de Ksp representa la medida en que un compuesto se puede disolver para formar una solución acuosa saturada. A una temperatura dada, la Ksp de un compuesto es constante. La solubilidad de un compuesto en moles por litro, conocida como solubilidad molar, se usa a menudo para expresar la concentración del sólido disuelto en una solución saturada.

La solubilidad de un compuesto puede variar dependiendo de factores, como el pH de la solución y si hay otros iones presentes. La solubilidad molar de un compuesto, la x, se puede calcular a partir de su Ksp usando una tabla ICE. Las concentraciones iniciales de iones de plomo e iones de cloruro en la solución son cero.

En equilibrio, la concentración molar de iones de plomo está representada por x, mientras que la de iones de cloruro es 2x. Si se sustituyen en la expresión de equilibrio, el producto de la solubilidad del cloruro de plomo es igual a x por 2x², lo que equivale a 4x³. Como la Ksp para el cloruro de plomo es 1, 17 10⁻⁵, x se resuelve en 1, 43 10⁻² molar.

Para compuestos que tienen la misma estequiometría de disociación, como el cloruro de plomo y el fluoruro de calcio, donde 1 mol de cada compuesto produce 3 moles de iones disueltos, los valores de Ksp respectivos pueden usarse directamente para comparar sus solubilidades relativas.