Ejemplos

Un litro de solución saturada de sulfato de bario contiene 0.0025 gramos de BaSO4 disuelto.
a)¿Cual es la solubilidad molar del BaSO4?
b) Calcule la constante del producto de solubilidad del BaSO4.

Estrategia
a) Se escribe  la ecuación der disolución a partir del BaSO4 y la expresión de su constante del producto de solubilidad , Kps. A partir de la solubilidad del BaSO4 en agua, Se calcula la solubilidad molar y la concentración de los iones.
b) Esto permite calcular Kps

Solución:

a) En las ecuaciones saturadas, existe el equilibrio entre el soluto sólido y el soluto disuelto. La ecuación de la disolución del sulfato de bario en agua y la expresión de su producto de solubilidad son

BaSO₄ (s) ßà Ba²⁺(ac) + SO₄^2- (ac)    y   Kps = [Ba²⁺][ SO₄^2-]

A partir de la solubilidad del BaSO₄ en H₂O que se tiene, se puede calcular la solubilidad molar.

  ? mol BaSO₄  = 2.5 x 10^-3 g BaSO₄   x 1mol BaSO₄  = 1.1x10^-5 moles de BaSO₄/L

          L                       1.0 L                     233g BaSO₄

b) Se conoce la solubilidad del BaSO₄  En la ecuación de disolución se puede ver que por cada unidad formular de BaSO₄ que se disuelve se produce ion Ba ²⁺ y un ión SO₄^2-

              BaSO₄ (s)  ßà     Ba²⁺(ac)      +     SO₄^2- (ac)

1.1 x 10^-5 moles/L ßà  1.1x10^-5 M    +    1.1x10^-5 M    

En una solución saturada de [Ba²⁺] = [SO₄^2-] = 1.1 x 10^-5 M. Si se sustituyen estos valores en la expresión Kps del BaSO₄ se obtiene el valor calculado de Kps

Kps = [Ba²⁺][ SO₄^2-] = (1.1x10^-5 )(1.1 x 10^-5) = 1.2 x10^-10

Tabla de productos de solubilidad

Tabla de productos de solubilidad
Compuesto	Fórmula	Temperatura	Ksp	Fuente (leyenda más abajo)
Hidróxido de aluminio anhidro	Al(OH)3	20 °C	1.9×10–33	L
Hidróxido de aluminio anhidro	Al(OH)3	25 °C	3×10–34	w1
Hidróxido de aluminio trihidrato	Al(OH)3.3H2O	20 °C	4×10–13	C
Hidróxido de aluminio trihidrato	Al(OH)3.3H2O	25 °C	3.7×10–13	C
Fosfato de aluminio	AlPO4	25 °C	9.84×10–21	w1
Bromato de bario	Ba(BrO3)2	25 °C	2.43×10–4	w1
Carbonato de bario	BaCO3	16 °C	7×10–9	C, L
Carbonato de bario	BaCO3	25 °C	8.1×10–9	C, L
Cromato de bario	BaCrO4	28 °C	2.4×10–10	C, L
Fluoruro de bario	BaF2	25.8 °C	1.73×10–6	C, L
Iodato de bario dihidrato	Ba(IO3)2.2H2O	25 °C	6.5×10–10	C, L
Oxalato de bario dihidrato	BaC2O4.2H2O	18 °C	1.2×10–7	C, L
Sulfato de bario	BaSO4	18 °C	0.87×10–10	C, L
Sulfato de bario	BaSO4	25 °C	1.08×10–10	C, L
Sulfato de bario	BaSO4	50 °C	1.98×10–10	C, L
Hidróxido de berilio	Be(OH)2	25 °C	6.92×10–22	w1
Carbonato de cadmio	CdCO3	25 °C	1.0×10–12	w1
Hidróxido de cadmio	Cd(OH)2	25 °C	7.2×10–15	w1
Oxalato de cadmio trihidrato	C d. C.2O4.3H2O	18 °C	1.53×10–8	C, L
Fosfato de cadmio	Cd3(PO4)2	25 °C	2.53×10–33	w1
Sulfuro de cadmio	CdS	18 °C	3.6×10–29	C, L
Carbonato de calcio calcita	CaCO3	15 °C	0.99×10–8	C, L
Carbonato de calcio calcita	CaCO3	25 °C	0.87×10–8	C, L
Carbonato de calcio calcita	CaCO3	18-25 °C	4.8×10–9	P
Cromato de calcio	CaCrO4	18 °C	2.3×10–2	L
Fluoruro de calcio	CaF2	18 °C	3.4×10–11	C, L
Fluoruro de calcio	CaF2	25 °C	3.95×10–11	C, L
Hidróxido de calcio	Ca(OH)2	18 °C-25 °C	8×10–6	P
Hidróxido de calcio	Ca(OH)2	25 °C	5.02×10–6	w1
Iodato de calcio hexahidrato	Ca(IO3)2.6H2O	18 °C	6.44×10–7	L
Oxalato de calcio monohidrato	CaC2O4	18 °C	1.78×10–9	C, L
Oxalato de calcio monohidrato	CaC2O4	25 °C	2.57×10–9	C, L
Fosfato de calcio	Ca3(PO4)2	25 °C	2.07×10–33	w1
Sulfato de calcio	CaSO4	10 °C	6.1×10–5	C, L
Sulfato de calcio	CaSO4	25 °C	4.93×10–5	w1
Tartrato de calcio dihidrato	CaC4H4O6.2H2O	18 °C	7.7×10–7	C, L
Hidróxido de cromo (II)	Cr(OH)2	25 °C	2×10–16	w2
Hidróxido de cromo (III)	Cr(OH)3	25 °C	6.3×10–31	w2
Hidróxido de cobalto (II)	Co(OH)2	25 °C	1.6×10–15	w2
Sulfuro de cobalto (en la forma menos soluble)	CoS	18 °C	3×10–26	C, L
Sulfuro de cobalto (en la forma más soluble)	CoS	18 °C-25 °C	10–21	P
Carbonato de cobre	CuCO3	25 °C	1×10–10	P
Hidróxido de cobre (II)	Cu(OH)2	18 °C-25 °C	6×10–20	P
Hidróxido de cobre (II)	Cu(OH)2	25 °C	4.8×10–20	w1
Iodato de cobre (II)	Cu(IO3)2	25 °C	1.4×10–7	C, L
Oxalato de cobre (II)	CuC2O4	25 °C	2.87×10–8	C, L
Sulfuro de cobre (II)	CuS	18 °C	8.5×10–45	C, L
Bromuro de cobre (I)	CuBr	18 °C-20 °C	4.15×10–8	C
Cloruro de cobre (I)	CuCl	18 °C-20 °C	1.02×10–6	C
Hidróxido de cobre (I) (en equilib. con Cu2O + H2O)	Cu(OH)	25 °C	2×10–15	w1
Ioduro de cobre (I)	CuI	18 °C-20 °C	5.06×10–12	C
Sulfuro de cobre (I)	Cu2S	16 °C-18 °C	2×10–47	C, L
Tiocianato de cobre (I)	CuSCN	18 °C	1.64×10–11	C, L
Hidróxido de hierro (III)	Fe(OH)3	18 °C	1.1×10–36	C, L
Carbonato de hierro (II)	FeCO3	18 °C-25 °C	2×10–11	P
Hidróxido de hierro (II)	Fe(OH)2	18 °C	1.64×10–14	C, L
Hidróxido de hierro (II)	Fe(OH)2	25 °C	1×10–15; 8.0×10–16	P; w2
Oxalato de hierro (II)	FeC2O4	25 °C	2.1×10–7	C, L
Sulfuro de hierro (II)	FeS	18 °C	3.7×10–19	C, L
Bromuro de plomo (II)	PbBr2	25 °C	6.3×10–6; 6.60×10–6	P; w1
Carbonato de plomo (II)	PbCO3	18 °C	3.3×10–14	C, L
Cromato de plomo (II)	PbCrO4	18 °C	1.77×10–14	C, L
Cloruro de plomo (II)	PbCl2	25.2 °C	1.0×10–4	L
Cloruro de plomo (II)	PbCl2	18 °C-25 °C	1.7×10–5	P
Fluoruro de plomo (II)	PbF2	18 °C	3.2×10–8	C, L
Fluoruro de plomo (II)	PbF2	26.6 °C	3.7×10–8	C, L
Hidróxido de plomo (II)	Pb(OH)2	25 °C	1×10–16; 1.43×10–20	P; w1
Iodato de plomo (II)	Pb(IO3)2	18 °C	1.2×10–13	C, L
Iodato de plomo (II)	Pb(IO3)2	25.8 °C	2.6×10–13	C, L
Ioduro de plomo (II)	PbI2	15 °C	7.47×10–9	C
Ioduro de plomo (II)	PbI2	25 °C	1.39×10–8	C
Oxalato de plomo (II)	PbC2O4	18 °C	2.74×10–11	C, L
Sulfato de plomo (II)	PbSO4	18 °C	1.6×10–8	C, L
Sulfuro de plomo (II)	PbS	18 °C	3.4×10–28	C, L
Carbonato de litio	Li2CO3	25 °C	1.7×10–3	C, L
Fluoruro de litio	LiF	25 °C	1.84×10–3	w1
Fosfato de litio	Li3PO4	25°	2.37×10–4	w1
Fosfato de amonio y magnesio	MgNH4PO4	25 °C	2.5×10–13	C, L
Carbonato de magnesio	MgCO3	12 °C	2.6×10–5	C, L
Fluoruro de magnesio	MgF2	18 °C	7.1×10–9	C, L
Fluoruro de magnesio	MgF2	25 °C	6.4×10–9	C, L
Hidróxido de magnesio	Mg(OH)2	18 °C	1.2×10–11	C, L
Oxalato de magnesio	MgC2O4	18 °C	8.57×10–5	C, L
Carbonato de manganeso (II)	MnCO3	18 °C-25 °C	9×10–11	P
Hidróxido de manganeso (II)	Mn(OH)2	18 °C	4×10–14	C, L
Sulfuro de manganeso (rosa)	MnS	18 °C	1.4×10–15	C, L
Sulfuro de manganeso (verde)	MnS	25 °C	10–22	P
Bromuro de mercurio (II)	HgBr2	25 °C	8×10–20	L
Cloruro de mercurio (II)	HgCl2	25 °C	2.6×10–15	L
Hidróxido de mercurio (II) (en equilib. con HgO + H2O)	Hg(OH)2	25 °C	3.6×10–26	w1
Ioduro de mercurio (II)	HgI2	25 °C	3.2×10–29	L
Sulfuro de mercurio (II)	HgS	18 °C	4×10–53 to 2×10–49	C, L
Bromuro de mercurio (I)	HgBr	25 °C	1.3×10–21	C, L
Cloruro de mercurio (I)	Hg2Cl2	25 °C	2×10–18	C, L
Ioduro de mercurio (I)	HgI	25 °C	1.2×10–28	C, L
Sulfato de mercurio (I)	Hg2SO4	25 °C	6×10–7; 6.5×10–7	P; w1
Hidróxido de níquel (II)	Ni(OH)2	25 °C	5.48×10–16	w1
Sulfuro de níquel (II)	NiS	18 °C	1.4×10–24	C, L
Sulfuro de níquel (II) (en la forma menos soluble)	NiS	18 °C-25 °C	10–27	P
Sulfuro de níquel (II) (en la forma más soluble)	NiS	18 °C-25 °C	10–21	P
tartrato ácido de potasio	KHC4H4O6	18 °C	3.8×10–4	C, L
Perclorato de potasio	KClO4	25 °C	1.05×10–2	w1
Periodato de potasio	KIO4	25°	3.71×10–4	w1
Acetato de plata	AgC2H3O2	16 °C	1.82×10–3	L
Bromato de plata	AgBrO3	20 °C	3.97×10–5	C, L
Bromato de plata	AgBrO3	25 °C	5.77×10–5	C, L
Bromuro de plata	AgBr	18 °C	4.1×10–13	C, L
Bromuro de plata	AgBr	25 °C	7.7×10–13	C, L
Carbonato de plata	Ag2CO3	25 °C	6.15×10–12	C, L
Cloruro de plata	AgCl	4.7 °C	0.21×10–10	C, L
Cloruro de plata	AgCl	9.7 °C	0.37×10–10	L
Cloruro de plata	AgCl	25 °C	1.56×10–10	C, L
Cloruro de plata	AgCl	50 °C	13.2×10–10	C, L
Cloruro de plata	AgCl	100 °C	21.5×10–10	C, L
Cromato de plata	Ag2CrO4	14.8 °C	1.2×10–12	C, L
Cromato de plata	Ag2CrO4	25 °C	9×10–12	C, L
Cianuro de plata	Ag2(CN)2	20 °C	2.2×10–12	C, L
Dicromato de plata	Ag2Cr2O7	25 °C	2×10–7	L
Hidróxido de plata	AgOH	20 °C	1.52×10–8	C, L
Iodato de plata	AgIO3	9.4 °C	0.92×10–8	C, L
Ioduro de plata	AgI	13 °C	0.32×10–16	C, L
Ioduro de plata	AgI	25 °C	1.5×10–16	C, L
Nitrito de plata	AgNO2	25 °C	5.86×10–4	L
Oxalato de plata	Ag2C2O4	25 °C	1.3×10–11	L
Sulfato de plata	Ag2SO4	18 °C-25 °C	1.2×10–5	P
Sulfuro de plata	Ag2S	18 °C	1.6×10–49	C, L
Tiocianato de plata	AgSCN	18 °C	0.49×10–12	C, L
Tiocianato de plata	AgSCN	25 °C	1.16×10–12	C, L
Carbonato de estroncio	SrCO3	25 °C	1.6×10–9	C, L
Cromato de estroncio	SrCrO4	18 °C-25 °C	3.6×10–5	P
Fluoruro de estroncio	SrF2	18 °C	2.8×10–9	C, L
Oxalato de estroncio	SrC2O4	18 °C	5.61×10–8	C, L
Sulfato de estroncio	SrSO4	2.9 °C	2.77×10–7	C, L
Sulfato de estroncio	SrSO4	17.4 °C	2.81×10–7	C, L
Bromuro de talio (I)	TlBr	25 °C	4×10–6	L
Cloruro de talio (I)	TlCl	25 °C	2.65×10–4	L
Sulfato de talio (I)	Tl2SO4	25 °C	3.6×10–4	L
Tiocianato de talio (I)	TlSCN	25 °C;	2.25×10–4	L
Hidróxido de estaño (II)	Sn(OH)2	18 °C-25 °C	1×10–26	P
Hidróxido de estaño (II)	Sn(OH)2	25 °C	5.45×10–27; 1.4×10–28	w1; w2
Sulfuro de estaño (II)	SnS	25 °C	10–28	P
Hidróxido de cinc	Zn(OH)2	18 °C-20 °C	1.8×10–14	C, L
Oxalato de cinc dihidrato	ZnC2O4.2H2O	18 °C	1.35×10–9	C, L
Sulfuro de cinc	ZnS	18 °C	1.2×10–23	C, L
Fuente legenda: L=Lange's 10th ed.; C=CRC 44th ed.; P=General Chemistry by Pauling, 1970 ed.; w1=Web source 1; w2=Web source 2

Equilibrios

Kps significa "producto de solubilidad" o "equilibrio de solubilidad". Es la constante de equilibrio de la reacción en la que una sal sólida se disuelve para dar sus iones constituyentes en solución.
Los equilibrios de solubilidad implican la aplicación de los principios químicos y las constantes para predecir la solubilidad de sustancias en condiciones específicas (porque la solubilidad es sensible a las condiciones, mientras que las constantes lo son menos).
La sustancia que se disuelve puede ser un sólido orgánico como el azúcar o un sólido iónico como la sal de mesa. La principal diferencia es que los sólidos iónicos se disocian en sus iones constituyentes, cuando se disuelven en agua. La mayor parte de las veces, el agua es el disolvente de interés, aunque los mismos principios básicos son aplicables a cualquier disolvente.

Compuestos no iónicos

La disolución de un "sólido orgánico" puede describirse como un equilibrio entre la sustancia en sus formas sólida y disuelta:

Una expresión del equilibrio para esta reacción puede ser escrita, como para cualquier reacción química (productos dividió por los reactivos):

donde K se denomina constante de equilibrio (o constante de solubilidad). Las llaves indican la actividad. La actividad de un sólido puro es, por definición, la unidad. Si la actividad de la sustancia en disolución es constante (es decir, no afectada por cualesquiera otros solutos que puedan estar presentes) se puede reemplazar por la concentración, aunque omitiendo las dimensiones de las medidas de concentración utilizadas. Las actividades son cantidades adimensionales que se obtienen dividiendo la medida de la concentración por un estándar de concentración distinta de cero.

Los corchetes significan la concentración molar, que se denominada molaridad y cuya unidad se suele indicar con M o bien mol/L.
Esta expresión señala que el agua en equilibrio con azúcar sólido contiene una concentración igual aK. Para el azúcar de mesa (sacarosa) a 25 °C, K = 1,971 cuando la concentración estándar se toma como 1 mol/L. (Esta solución es muy concentrada, la sacarosa es muy soluble en agua.). Esta es la máxima cantidad de azúcar que puede disolverse a 25 °C, la solución está "saturada". Si la concentración es inferior a la saturación, puede disolverse más cantidad de azúcar hasta que la solución alcanza la saturación, o hasta todo el sólido se haya consumido. Si hay más cantidad de azúcar presente que la permitida por la expresión de la constante de solubilidad, entonces la disolución está "sobresaturada" y sólido precipitará hasta que se alcance la concentración de saturación. Este proceso puede ser lento, la expresión de la constante de equilibrio describe las concentraciones cuando el sistema de alcance el equilibrio, no lo rápido que se llega al mismo.

Constantes de solubilidad

Las constantes de solubilidad se han determinado experimentalmente para un gran número de compuestos y las tablas están disponibles fácilmente. Para los compuestos iónicos las constantes se denominan "productos de solubilidad". La unidad de concentración se asume que es la molaridad a menos que se indique lo contrario. La solubilidad suele aparecer en unidades de masa en gramos (disueltos) por cada litro de agua.
Algunos valores  a 25 °C:

• Carbonato de bario: 2.60×10⁻⁹
• Cloruro de cobre (I): 1.72×10⁻⁷
• Sulfato de plomo (II): 1.81×10⁻⁸
• Carbonato de magnesio: 1.15×10⁻⁵
• Cloruro de plata: 1.70×10⁻¹⁰
• Bromuro de plata: 7.7×10⁻¹³
• Hidróxido de calcio: 8.0×10⁻⁶

Influencia de la temperatura en la solubilidad

Supongamos el siguiente ejemplo:

2 Kl (aq)  + Pb(NO3)2 (aq)      <----->          Pbl2 (s) + 2 KNO3 (aq)
                                Pbl2 (s)     <----->           Pb 2+ (aq) + 2 I 1- (aq)
Observaciones:
Las soluciones de nitrato de plomo y ioduro de potasio son de color transparente. Al
mezclar ambas soluciones a temperatura ambiente, se forma ioduro de plomo, un compuesto
sólido de color amarillo que precipita, dando un color amarillo turbio a la solución y
observándose un efecto de lluvia dorada. Al calentar la solución, se llega a una temperatura en
la que el precipitado se disuelve completamente, volviendo la solución a su color original
(transparente). Si se deja enfriar la solución, comienzan a aparecer unas partículas doradas (el
efecto de lluvia dorada antes mencionado) pues reaparece el precipitado de ioduro de plomo.

Presentación

Equilibrio de solubilidad

El equilibrio de solubilidad es el estado que alcanza una solución en que la velocidad a la que se precipita el soluto iguala a la velocidad a la cual se disuelve. Cada solución alcanza dicho equilibrio a una concentración constante que depende de la temperatura ambiental. Este equilibrio se puede expresar mediante un constante llamada producto de solubilidad (Kps) la cual es una relación entre las cantidades de los iones en solución, según su equilibrio de ionización. Esta constante varía desde valores muy elevados hasta millonésimas, incluso alcanzando valores menores. Mientras mayor es el número, más soluble es el compuesto.

La solubilidad es la capacidad que tiene una sustancia de disolverse en otra; esto depende de los siguientes factores:

*La naturaleza o propiedades del soluto y del solvente

*La temperatura

La solubilidad de un sólido en un líquido por lo general aumenta cuando se incrementa la temperatura. Existen algunas excepciones como muchos compuestos de Calcio en el que varía inversamente, y el cloruro de sodio en el que prácticamente no sufre variación.