Química de 2º: equilibrios de solubilidad (Ks)

El producto de solubilidad es uno de los saberes del bloque de equilibrio químico de la Química de 2º de Bachillerato y en la PAU de Química aparece con frecuencia como problema: calcular la solubilidad de una sal poco soluble, decidir si se forma un precipitado al mezclar dos disoluciones o estimar cómo cambia la solubilidad con un ion común o con el pH. Son problemas cortos pero con trampas fáciles: la estequiometría de la sal, la dilución al mezclar o la confusión entre pH y pOH.

El cuestionario tiene doce preguntas. Escribirás la relación entre la solubilidad molar y el producto de solubilidad para sales de distinta estequiometría (PbI₂, Ca₃(PO₄)₂), calcularás el producto de solubilidad a partir de la solubilidad y la solubilidad del AgCl en mol/L y en g/L, y compararás la solubilidad del AgCl y del Ag₂CrO₄ para comprobar que las constantes solo se comparan directamente si la estequiometría es la misma. Decidirás si se forma precipitado al mezclar dos disoluciones, incluido un caso en el que tener en cuenta la dilución cambia la respuesta. Calcularás la solubilidad del AgCl en presencia de un ion común, el pH al que empieza a precipitar el hidróxido de magnesio, el pH de su disolución saturada y qué sal precipita primero en una mezcla de cloruro y cromato al añadir plata. Una última pregunta trata la disolución del carbonato de calcio en medio ácido.

Las tarjetas de memoria recogen las expresiones del producto de solubilidad para sales AB, AB₂ y A₂B, la condición de precipitación, el efecto del ion común, la conversión de mol/L a g/L, la dependencia de $K_s$ con la temperatura, la precipitación fraccionada, el pH de precipitación de un hidróxido y el producto iónico.

El trabajo escrito propone ocho tareas para resolver a mano: la solubilidad del CaF₂ en agua y en una disolución de NaF, la predicción de precipitación al mezclar nitrato de plomo y yoduro de potasio, la separación de Fe³⁺ y Mg²⁺ controlando el pH, la masa de BaSO₄ que se disuelve en un volumen dado y su uso como contraste en radiología, la deducción de la expresión de $K_s$ para una sal genérica, la explicación del efecto del ion común y del efecto del pH, y la diferencia entre solubilidad y producto de solubilidad.

Todos los datos ($K_s$, masas molares, volúmenes y concentraciones, $K_w$) se dan en cada enunciado, con coma decimal. El material completa el estudio del equilibrio químico gaseoso y del equilibrio ácido-base de la misma categoría.

• Escribir la expresión del producto de solubilidad y relacionarla con la solubilidad molar para sales de distinta estequiometría.
• Calcular la solubilidad en mol/L y en g/L a partir de Ks, y Ks a partir de la solubilidad.
• Predecir la formación de un precipitado comparando el producto iónico con Ks, teniendo en cuenta la dilución.
• Calcular el efecto del ion común y del pH sobre la solubilidad, incluido el pH de precipitación de hidróxidos.
• Resolver problemas de precipitación fraccionada.

Material de práctica elaborado por Zestly a partir de los saberes básicos del bloque B.3 (Equilibrio químico: producto de solubilidad en equilibrios heterogéneos) de Química de 2º de Bachillerato, Real Decreto 243/2022.