Cómo calcular la cantidad de precipitado formado

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Algunos compuestos iónicos son altamente solubles en agua mientras que otros no lo son. Añade sal a una solución de nitrato de plata y se formará un precipitado sólido de cloruro de plata debido a que el cloruro de plata, a diferencia del nitrato o cloruro de sodio, es apenas ligeramente soluble en agua. Usando el producto de solubilidad, o Ksp, para una sal dada puedes predecir cuánto precipitado se formará después de una reacción simple en la solución. Los productos de solubilidad para varias sales se determinan experimentalmente y están disponibles en la tabla de la sección Recursos al final de este artículo.

Escribe la ecuación de la reacción y la ecuación iónica neta para la reacción que quieras usar. Emplea tus reglas de solubilidad para predecir cuáles compuestos, de haberlos, generarán precipitado (usa el vínculo a las reglas de solubilidad de los Recursos más adelante). La ecuación iónica neta excluye a los iones espectadores (los iones que no juegan un papel directo en la reacción), de manera que solamente incluirá a los iones que forman el precipitado. Por ejemplo, si añadieras sal a una solución de nitrato de plata la ecuación general sería Na+(aq) + Cl-(aq) + Ag+(aq) + NO3-(aq) <=> Na+(aq) + NO3(aq) + AgCl(s), mientras que la ecuación iónica neta sería Ag+(aq) + Cl-(aq) <=> AgCl(s), ya que el sodio y el nitrato son iones espectadores.

Calcula la concentración de los iones en la solución para cada uno de los reactivos en la reacción iónica neta. La concentración es igual al número de moles de un ión específico dividido entre el volumen total de la solución. Si añadiéramos 1 mol de NaCl a 1 litro de agua, por ejemplo, la concentración de NaCl sería de 1 mol por litro. La concentración de sodio o iones de cloruro en la solución también sería de 1 mol por litro, ya que el NaCl se disocia en el agua.

Establece la ecuación del producto de solubilidad para la ecuación iónica neta. Cuando un compuesto iónico se disuelve este se disocia en iones en la solución. El producto de la concentración de esos iones es igual a la constante del producto de solubilidad o Ksp (cabe mencionar de nuevo que los valores Ksp para muchas sales comunes se encuentran disponibles en la tabla de la sección Recursos más adelante). Toma en cuenta también que si cualquier ión en la ecuación tiene un coeficiente más alto que 1, la concentración de ese ión tendrá un exponente igual a su coeficiente proveniente de la ecuación. Por ejemplo, si viéramos al fluoruro de calcio disolverse en agua, la ecuación del producto de solubilidad sería Ksp = [Ca+2][F-][F-]; la concentración del ión de fluoruro se eleva al cuadrado en esta ecuación debido a que cada unidad de fluoruro de calcio en la fórmula libera dos iones de fluoruro cuando se disuelve.

Resuelve la ecuación del producto de solubilidad para obtener la solubilidad molar o la concentración de cada ión cuando la reacción se encuentra en equilibrio. Una forma sencilla que hacer esto es asumir que la sal se encuentra en su forma sólida inicialmente y usar el cambio en el número de moles de sólido como un valor x, luego puedes utilizar estos supuestos para obtener x para cada ión liberado cuando el sólido se disuelve y sustituir x en la ecuación. Cuando el fluoruro de calcio se disuelve en agua, por ejemplo, cada mol de fluoruro de calcio que se disuelve produce 1 mol de iones de calcio y 2 moles de iones de fluoruro, por lo que la ecuación del producto de solubilidad Ksp = [x][2x] al cuadrado. Dado que conocemos el valor de Ksp, podemos usarlo para obtener x y con él la solubilidad molar.

Usa la diferencia entre la solubilidad molar de la sal y la concentración inicial de los iones reactivos para determinar cuánto precipitado se formará. La sal continuará precipitándose hasta que el producto de la concentración de iones sea igual a Ksp. Por ejemplo, si tuviéramos dos moles de cada uno de los iones de plata y cloruro en un litro de agua para comenzar, pero la solubilidad molar del cloruro de plata fuera solamente de 1,3 x 10 a la -5 moles por litro, la cantidad de precipitado sería de 2 moles menos 1,3 x 10 a la -5 moles.