Esercizio sulla solubilità

Conoscendo il valore del Kps del fluoruro di calcio, Kps=1.5·10-10, prevedere se mescolando 100 mL di una soluzione 0.100 M di Ca(NO3)2 con 300 mL di una soluzione 0.200 M di NaF si formerà un precipitato di CaF2. In caso affermativo calcolare (a) la massa del precipitato ottenuta; (b) il nuovo valore di solubilità.

SOLUZIONE:

La solubilità in acqua iniziale è radice cubica di Kps perchè si dissocia in Ca(2+) + 2F(-)  s=5.73*10-4 mol/l. 

Dalle due soluzioni trovo quante moli ottengo di Ca(2+) con la prima e F(-) con la seconda calcolo le nuove concentrazioni addizionando i volumi e ho che [Ca2+]=0.025 mol/l e [F-]=0.15 mol/l.

Questo può dirmi che poichè la concentrazione di F(-) è maggiore avrò del precipitato e la solubilità finale equivale alla nuova concentrazione di Ca(2+)?

La solubilità in acqua iniziale è radice cubica di Kps perchè si dissocia in Ca(2+) + 2F(-)  s=5.73*10-4 mol/l. 

No, la solubilità in acqua è:

s = radice cubica (1,5·10^-10/4) = 3,35·10^-4 mol/L

Questo può dirmi che poiché la concentrazione di F(-) è maggiore avrò del precipitato.

No, otterresti del precipitato anche se la concentrazione di F- fosse minore della solubilità del CaF2.

Per ottenere del precipitato con una [Ca2+] = 0,0250 mol/L la concentrazione minima di F- è:

[F-] = radice quadrata (1,5·10^-10/0,0250) = 7,75·10^-5 mol/L

Grazie mille

Chiedo scusa se riapro questa discussione, ho delle domande da porgere a Luisa: perché nel punto b della soluzione la variazione di concentrazione di F- nella tabella risulta essere -0.0500? Perché è il doppio di quella di Ca? Se sì, come si fa a decidere su quale reagente effettuare i calcoli? Grazie mille per la pazienza

La costante di equilibrio della reazione:

Ca2+ + 2F- <--> CaF2(s)

è 1/Ks = 1/1,5·10^-10 = 6,7·10^9.

Poichè è >>> 1, possiamo considerare la reazione completa.

Il reagente limitante è il Ca2+ perché:

mol Ca2+/coefficiente stechiometrico Ca2+ = 0,0250 mol/1 = 0,0250 mol

mol F-/coefficiente stechiometrico F- = 0,150 mol/2 = 0,0750 mol

0,0250 mol < 0,0750 mol

Quindi le mol di Ca2+ reagiscono completamente (-0,0250 mol) e si azzerano.

Le mol di F- che reagiscono si calcolano con la proporzione:

1 mol Ca2+ : 2 mol F- = 0,0250 mol Ca2+ : x

x = mol di F- che reagiscono = 0,0500 mol

Quindi restano

0,150 - 0,0500 = 0,100 mol di F-

Siamo quindi in presenza della formazione del composto poco solubile CaF2(s) in presenza dello ione in comune F-.

La sua solubilità risulta inferiore a quella in acqua come dimostrato nei successivi passaggi.

Come sempre, grazie infinite