Você está aprendendo química, mas não entende muito bem a constante do produto de solubilidade ou quer aprender mais sobre ela? Não sabe como calcular a solubilidade molar de $K_s_p$? A constante de solubilidade, ou $K_s_p$, é uma parte importante da química, principalmente quando você trabalha com equações de solubilidade ou analisa a solubilidade de diferentes solutos. Quando você tem um conhecimento sólido de $K_s_p$, essas perguntas ficam muito mais fáceis de responder!
Neste guia de química $K_s_p$, explicaremos a definição de química $K_s_p$, como resolvê-la (com exemplos), quais fatores a afetam e por que ela é importante. No final deste guia, também temos uma tabela com os valores $K_s_p$ para uma longa lista de substâncias para facilitar a localização dos valores das constantes de solubilidade.
O que é $K_s_p$?
$K_s_p$ é conhecido como constante de solubilidade ou produto de solubilidade. É a constante de equilíbrio usada para equações quando uma substância sólida está se dissolvendo em uma solução líquida/aquosa. Lembrando que um soluto (o que está sendo dissolvido) é considerado solúvel se mais de 1 grama dele puder ser completamente dissolvido em 100 ml de água.
$K_s_p$ é usado para solutos que são apenas ligeiramente solúvel e não se dissolve completamente na solução. (Um soluto é insolúvel se nada ou quase nada disso se dissolver na solução.) $K_s_p$ representa quanto do soluto se dissolverá na solução.
O valor de $K_s_p$ varia dependendo do soluto. Quanto mais solúvel for uma substância, maior será o seu valor químico $K_s_p$. E quais são as unidades $K_s_p$? Na verdade, não tem unidade! O valor $K_s_p$ não possui unidades porque oas concentrações molares dos reagentes e produtos são diferentes para cada equação. Isso significaria que a unidade $K_s_p$ seria diferente para cada problema e seria difícil de resolver, portanto, para torná-lo mais simples, os químicos geralmente descartam completamente as unidades $K_s_p$. Que legal da parte deles!
Como você calcula $K_s_p$?
Nesta seção, explicamos como escrever expressões químicas $K_s_p$ e como resolver o valor de $K_s_p$. Para a maioria das aulas de química, você raramente precisará resolver o valor de $K_s_p$; na maioria das vezes você escreverá as expressões ou usará valores $K_s_p$ para resolver solubilidade (o que explicamos como fazer na seção Por que $K_s_p$ é importante).
Escrevendo Expressões $K_s_p$
Abaixo está a equação do produto de solubilidade que é seguida por quatro problemas químicos $K_s_p$ para que você possa ver como escrever expressões $K_s_p$.
Para a reação $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
A expressão de solubilidade é $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
A primeira equação é conhecida como equação de dissociação e a segunda é a expressão balanceada $K_s_p$.
Para estas equações:
- A e B representam diferentes íons e sólidos. Nestas equações, eles também são chamados de “produtos”.
- a e b representam coeficientes usados para equilibrar a equação
- (aq) e (s) indicam em qual estado o produto se encontra (aquoso ou sólido, respectivamente)
- Os colchetes representam a concentração molar. Então [AgCl] representa a concentração molar de AgCl.
Para escrever expressões $K_s_p$ corretamente, você precisa ter um bom conhecimento dos nomes químicos, dos íons poliatômicos e das cargas associadas a cada íon. Além disso, o principal aspecto a ter em conta nestas equações é que cada concentração (representada por colchetes) é elevada à potência do seu coeficiente na expressão $K_s_p$ equilibrada.
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Vejamos alguns exemplos.
Exemplo 1
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
Neste problema, não se esqueça de elevar ao quadrado o Br na equação $K_s_p$. Você faz isso por causa do coeficiente 2 na equação de dissociação.
Exemplo 2
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
Exemplo 3
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
Exemplo 4
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
Resolvendo $K_s_p$ com solubilidade
Para calcular um valor para $K_s_p$, você precisa ter valores de solubilidade molar ou ser capaz de encontrá-los.
Pergunta: Determine o $K_s_p$ de AgBr (brometo de prata), dado que sua solubilidade molar é 5,71 x ^{¯}^7$ moles por litro.
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Primeiro, precisamos escrever as duas equações.
AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
Agora, como neste problema estamos resolvendo um valor real de $K_s_p$, inserimos os valores de solubilidade que recebemos:
$K_s_p$ = (5,71 x ^{¯}^7$) (5,71 x ^{¯}^7$) = 3,26 x ^{¯}^13$
O valor de $K_s_p$ é 3,26 x ^{¯}^13$
Quais fatores afetam $K_s_p$?
Nesta seção, discutimos os principais fatores que afetam o valor da constante de solubilidade.
Temperatura
A maioria dos solutos torna-se mais solúvel em um líquido à medida que a temperatura aumenta. Se quiser uma prova, veja como o café instantâneo se mistura bem em uma xícara de água fria em comparação com uma xícara de água quente. A temperatura afeta a solubilidade de sólidos e gases mas não foi encontrado que tenha um impacto definido na solubilidade dos líquidos.
Pressão
A pressão também pode afetar a solubilidade, mas apenas para gases que estão em líquidos. A lei de Henry afirma que a solubilidade de um gás é diretamente 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 a lei de Henry é constante
- 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. Portanto, menos pressão resulta em menos solubilidade e mais pressão resulta em mais solubilidade.
Você pode ver a lei de Henry em ação se abrir uma lata de refrigerante. Quando a lata é fechada, o gás fica sob mais pressão e há muitas bolhas porque grande parte do gás está dissolvido. Ao abrir a lata, a pressão diminui e, se você deixar o refrigerante parado por tempo suficiente, as bolhas acabarão desaparecendo porque a solubilidade diminuiu e elas não estão mais dissolvidas no líquido (elas borbulharam para fora da bebida) .
Tamanho molecular
Geralmente, solutos com moléculas menores são mais solúveis do que aqueles com partículas moleculares. É mais fácil para o solvente envolver moléculas menores, então essas moléculas podem ser dissolvidas mais rapidamente do que moléculas maiores.
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Por que $K_s_p$ é importante?
Por que a constante de solubilidade é importante? Abaixo estão três momentos principais em que você precisará usar a química $K_s_p$.
Para encontrar a solubilidade dos solutos
Quer saber como calcular a solubilidade molar de $K_s_p$? Conhecer o valor de $K_s_p$ permite encontrar a solubilidade de diferentes solutos. Aqui está um exemplo: O valor $K_s_p$ de $Ag_2SO_4$, sulfato de prata, é 1,4×^{–}^5$. Determine a solubilidade molar.
Primeiro, precisamos escrever a equação de dissociação: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
A seguir, inserimos o valor $K_s_p$ para criar uma expressão algébrica.
1,4×^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1,4×^{–}^5$= x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1,5x^{-}^2$M
x$= [$Ag^{+}$]=3,0x^{-}^2$ M
Para prever se um precipitado se formará nas reações
Quando sabemos o valor $K_s_p$ de um soluto, podemos descobrir se ocorrerá um precipitado se uma solução de seus íons for misturada. Abaixo estão as duas regras que determinam a formação de um precipitado.
- Produto iônico > $K_s_p$ então ocorrerá precipitação
- Produto iônico<$K_s_p$ then precipitation will not occur
Para compreender o efeito do íon comum
$K_s_p$ também é uma parte importante do efeito do íon comum. O efeito do íon comum afirma que quando duas soluções que compartilham um íon comum são misturadas, o soluto com o valor menor de $K_s_p$ precipitará primeiro.
Por exemplo, digamos que BiOCl e CuCl sejam adicionados a uma solução. Ambos contêm íons $Cl^{-}$. O valor $K_s_p$ do BiOCl é 1,8×^{–}^31$ e o valor $K_s_p$ do CuCl é 1,2×^{–}^6$. O BiOCl tem o valor menor de $K_s_p$, então precipitará antes do CuCl.
Tabela de Constantes de Produto de Solubilidade
Abaixo está um gráfico que mostra os valores $K_s_p$ para muitas substâncias comuns. Os valores $K_s_p$ são para quando as substâncias estão em torno de 25 graus Celsius, o que é padrão. Como os valores de $K_s_p$ são muito pequenos, pode haver pequenas diferenças em seus valores dependendo da fonte usada. Os dados neste gráfico vêm do estudo da Universidade de Rhode Island Departamento de Química .
| Substância | Fórmula | Valor $K_s_p$ |
| Hidróxido de alumínio | $Al(OH)_3$ | 1,3×^{–}^33$ |
| Fosfato de alumínio | $AlPO_4$ | 6,3×^{–}^19$ |
| Carbonato de bário | $BaCO_3$ | 5,1×^{–}^9$ |
| Cromato de bário | $BaCrO_4$ | 1,2×^{–}^10$ |
| Fluoreto de bário | $BaF_2$ | 1,0×^{–}^6$ |
| Hidróxido de bário | $Ba(OH)_2$ | 5×^{–}^3$ |
| Sulfato de Bário | $BaSO_4$ | 1,1×^{–}^10$ |
| Sulfito de bário | $BaSO_3$ | 8×^{–}^7$ |
| Tiossulfato de bário | $BaS_2O_3$ | 1,6×^{–}^6$ |
| Cloreto de bismutila | $BiOCl$ | 1,8×^{–}^31$ |
| Hidróxido de bismutila | $BiOOH$ | 4×^{–}^10$ |
| Carbonato de cádmio | $CdCO_3$ | 5,2×^{–}^12$ |
| Hidróxido de cádmio | $Cd(OH)_2$ | 2,5×^{–}^14$ |
| Oxalato de cádmio | $CdC_2O_4$ | 1,5×^{–}^8$ |
| Sulfeto de cádmio | $CdS$ | 8×^{–}^28$ |
| Carbonato de cálcio | $CaCO_3$ | 2,8×^{–}^9$ |
| Cromato de cálcio | $CaCrO_4$ | 7,1×^{–}^4$ |
| Fluoreto de cálcio | $CaF_2$ | 5,3×^{–}^9$ |
| Hidrogenofosfato de cálcio | $CaHPO_4$ | 1×^{–}^7$ |
| Hidróxido de cálcio | $Ca(OH)_2$ | 5,5×^{–}^6$ |
| Oxalato de cálcio | $CaC_2O_4$ | 2,7×^{–}^9$ |
| Fosfato de cálcio | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2,0×^{–}^29$ |
| Sulfato de Calcio | $CaSO_4$ | 9,1×^{–}^6$ |
| Sulfito de cálcio | $CaSO_3$ | 6,8×^{–}^8$ |
| Hidróxido de cromo (II) | $Cr(OH)_2$ | 2×^{–}^16$ |
| Hidróxido de cromo (III) | $Cr(OH)_3$ | 6,3×^{–}^31$ |
| Carbonato de cobalto (II) | $CoCO_3$ | 1,4×^{–}^13$ |
| Hidróxido de cobalto (II) | $Co(OH)_2$ | 1,6×^{–}^15$ |
| Hidróxido de cobalto (III) | $Co(OH)_3$ | 1,6×^{–}^44$ |
| Sulfeto de cobalto (II) | $CoS$ | 4×^{–}^21$ |
| Cloreto de cobre (I) | $CuCl$ | 1,2×^{–}^6$ |
| Cianeto de cobre (I) | $CuCN$ | 3,2×^{–}^20$ |
| Iodeto de cobre (I) | $CuI$ | 1,1×^{–}^12$ |
| Arseniato de cobre (II) | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7,6×^{–}^36$ |
| Carbonato de cobre (II) | $CuCO_3$ | 1,4×^{–}^10$ |
| Cromato de cobre (II) | $CuCrO_4$ | 3,6×^{–}^6$ |
| Ferrocianeto de cobre (II) | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1,3×^{–}^16$ |
| Hidróxido de cobre (II) | $Cu(OH)_2$ | 2,2×^{–}^20$ |
| Sulfeto de cobre (II) | $CuS$ | 6×^{–}^37$ |
| Carbonato de ferro (II) | $FeCO_3$ | 3,2×^{–}^11$ |
| Hidróxido de ferro (II) | $Fe(OH)_2$ | 8,0^{–}^16$ |
| Sulfeto de ferro (II) | $FeS$ | 6×^{–}^19$ |
| Arseniato de ferro (III) | $FeAsO_4$ | 5,7×^{–}^21$ |
| Ferrocianeto de ferro (III) | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3,3×^{–}^41$ |
| Hidróxido de ferro (III) | $Fe(OH)_3$ | 4×^{–}^38$ |
| Fosfato de ferro (III) | $FePO_4$ | 1,3×^{–}^22$ |
| Arseniato de chumbo (II) | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×^{–}^6$ |
| Azida de chumbo (II) | $Pb(N_3)_2$ | 2,5×^{–}^9$ |
| Brometo de chumbo (II) | $PbBr_2$ | 4,0×^{–}^5$ |
| Carbonato de chumbo (II) | $PbCO_3$ | 7,4×^{–}^14$ |
| Cloreto de chumbo (II) | $PbCl_2$ | 1,6×^{–}^5$ |
| Cromato de chumbo (II) | $PbCrO_4$ | 2,8×^{–}^13$ |
| Fluoreto de chumbo (II) | $PbF_2$ | 2,7×^{–}^8$ |
| Hidróxido de chumbo (II) | $Pb(OH)_2$ | 1,2×^{–}^15$ |
| Iodeto de chumbo (II) | $PbI_2$ | 7,1×^{–}^9$ |
| Sulfato de chumbo (II) | $PbSO_4$ | 1,6×^{–}^8$ |
| Sulfeto de chumbo (II) | $PbS$ | 3×^{–}^28$ |
| Carbonato de lítio | $Li_2CO_3$ | 2,5×^{–}^2$ |
| Fluoreto de lítio | $LiF$ | 3,8×^{–}^3$ |
| Fosfato de lítio | $Li_3PO_4$ | 3,2×^{–}^9$ |
| Fosfato de magnésio e amônio | $MgNH_4PO_4$ | 2,5×^{–}^13$ |
| Arseniato de magnésio | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×^{–}^20$ |
| Carbonato de Magnésio | $MgCO_3$ | 3,5×^{–}^8$ |
| Fluoreto de magnésio | $MgF_2$ | 3,7×^{–}^8$ |
| Hidróxido de magnésio | $Mg(OH)_2$ | 1,8×^{–}^11$ |
| Oxalato de magnésio | $MgC_2O_4$ | 8,5×^{–}^5$ |
| Fosfato de magnésio | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×^{–}^25$ |
| Carbonato de manganês (II) | $MnCO_3$ | 1,8×^{–}^11$ |
| Hidróxido de manganês (II) | $Mn(OH)_2$ | 1,9×^{–}^13$ |
| Sulfeto de manganês (II) | $MnS$ | 3×^{–}^14$ |
| Brometo de mercúrio (I) | $Hg_2Br_2$ | 5,6×^{–}^23$ |
| Cloreto de mercúrio (I) | $Hg_2Cl_2$ | 1,3×^{–}^18$ |
| Iodeto de mercúrio (I) | $Hg_2I_2$ | 4,5×^{–}^29$ |
| Sulfeto de mercúrio (II) | $HgS$ | 2×^{–}^53$ |
| Carbonato de níquel (II) | $NiCO_3$ | 6,6×^{–}^9$ |
| Hidróxido de níquel (II) | $Ni(OH)_2$ | 2,0×^{–}^15$ |
| Sulfeto de níquel (II) | $NiS$ | 3×^{–}^19$ |
| Fluoreto de escândio | $ScF_3$ | 4,2×^{–}^18$ |
| Hidróxido de escândio | $Sc(OH)_3$ | 8,0×^{–}^31$ |
| Acetato de prata | $Ag_2CH_3O_2$ | 2,0×^{–}^3$ |
| Arseniato de prata | $Ag_3AsO_4$ | 1,0×^{–}^22$ |
| Azida de prata | $AgN_3$ | 2,8×^{–}^9$ |
| Brometo de prata | $AgBr$ | 5,0×^{–}^13$ |
| Cloreto de prata | $AgCl$ | 1,8×^{–}^10$ |
| Cromato de prata | $Ag_2CrO_4$ | 1,1×^{–}^12$ |
| Cianeto de prata | $AgCN$ | 1,2×^{–}^16$ |
| Iodato de prata | $AgIO_3$ | 3,0×^{–}^8$ |
| Iodeto de prata | $AgI$ | 8,5×^{–}^17$ |
| Nitrito de prata | $AgNO_2$ | 6,0×^{–}^4$ |
| Sulfato de prata | $Ag_2SO_4$ | 1,4×^{–}^5$ |
| Sulfeto de prata | $Em_2S$ | 6×^{–}^51$ |
| Sulfito de prata | $Ag_2SO_3$ | 1,5×^{–}^14$ |
| Tiocianato de prata | $AgSCN$ | 1,0×^{–}^12$ |
| Carbonato de estrôncio | $SrCO_3$ | 1,1×^{–}^10$ |
| Cromato de estrôncio | $SrCrO_4$ | 2,2×^{–}^5$ |
| Fluoreto de estrôncio | $SrF_2$ | 2,5×^{–}^9$ |
| Sulfato de estrôncio | $SrSO_4$ | 3,2×^{–}^7$ |
| Brometo de tálio (I) | $TlBr$ | 3,4×^{–}^6$ |
| Cloreto de tálio (I) | $TlCl$ | 1,7×^{–}^4$ |
| Iodeto de tálio (I) | $TlI$ | 6,5×^{–}^8$ |
| Hidróxido de tálio (III) | $Tl(OH)_3$ | 6,3×^{–}^46$ |
| Hidróxido de estanho (II) | $Sn(OH)_2$ | 1,4×^{–}^28$ |
| Sulfeto de estanho (II) | $SnS$ | 1×^{–}^26$ |
| Carbonato de zinco | $ZnCO_3$ | 1,4×^{–}^11$ |
| Hidróxido de zinco | $Zn(OH)_2$ | 1,2×^{–}^17$ |
| Oxalato de zinco | $ZnC_2O_4$ | 2,7×^{–}^8$ |
| Fosfato de zinco | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9,0×^{–}^33$ |
| Sulfeto de zinco | $ZnS$ | 2×^{–}^25$ |
Conclusão: Guia de Química $K_s_p$
O que é $K_s_p$ em química? A constante do produto de solubilidade, ou $K_s_p$, é um aspecto importante da química ao estudar a solubilidade de diferentes solutos. $K_s_p$ representa quanto do soluto se dissolverá na solução, e quanto mais solúvel for uma substância, maior será o valor químico $K_s_p$.
Para calcular a constante do produto de solubilidade, primeiro você precisa escrever a equação de dissociação e a expressão $K_s_p$ balanceada e, em seguida, inserir as concentrações molares, se as tiver.
A constante de solubilidade pode ser afetada pela temperatura, pressão e tamanho molecular, e é importante para determinar a solubilidade, prever se um precipitado se formará e compreender o efeito do íon comum.
Qual é o próximo?
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