Capítulo 15

(a)
$\begin{array}{ccc}\text{AgI}(s)\rightleftharpoons & {\text{Ag}}^{\text{+}}(aq)+& {\text{I}}^{\text{–}}(aq)\\ \\ & x& \underset{\_}{x}\end{array}$
(b)
$\begin{array}{ccc}{\text{CaCO}}_3(s)\rightleftharpoons & {\text{Ca}}^{\text{2+}}(aq)+& {\text{CO}}_3{}^{\text{2−}}(aq)\\ \\ & \underset{\_}{x}& x\end{array}$
(c)
$\begin{array}{lll}\text{Mg}{(\text{OH})}_2(s)\rightleftharpoons \hfill & {\text{Mg}}^{\text{2+}}(aq)\hfill & +2{\text{OH}}^{\text{–}}(aq)\hfill \\ \hfill & x\hfill & \underset{\_}{\text{2}x}\hfill \end{array}$
(d)
$\begin{array}{ccc}{\text{Mg}}_3{({\text{PO}}_4)}_2(s)\rightleftharpoons & {\text{3Mg}}^{\text{2+}}(aq)+& {\text{2PO}}_4{}^{\text{3−}}(aq)\\ \\ & \underset{\_}{x}& \underset{}{\frac{2}{3}x}\end{array}$
(e)
$\begin{array}{cccc}{\text{Ca}}_5({\text{PO}}_4{)}_3\text{OH}(s)\rightleftharpoons & {\text{5Ca}}^{\text{2+}}(aq)+& {\text{3PO}}_4{}^{\text{3−}}(aq)+& {\text{OH}}^{\text{–}}(aq)\\ \\ & \underset{\_}{5x}& \underset{\_}{3x}& x\end{array}$

No hay ningún cambio. Un sólido tiene una actividad de 1 independientemente de si hay poco o mucho.

Hay que conocer la solubilidad del bromuro de plata a la nueva temperatura. Normalmente, la solubilidad aumenta y parte del bromuro de plata sólido se disuelve.

CaF₂, MnCO₃ y ZnS

(a) ${\text{LaF}}_3(s)\rightleftharpoons {\text{La}}^{\text{3+}}(aq)+{\text{3F}}^{\text{–}}(aq)K_{\text{sp}}=[{\text{La}}^{\text{3+}}]{[\text{F}}^{\text{–}}{]}^3;$
(b) ${\text{CaCO}}_3(s)\rightleftharpoons {\text{Ca}}^{\text{2+}}(aq)+{\text{CO}}_3{}^{\text{2−}}(aq)K_{\text{sp}}=[{\text{Ca}}^{\text{2+}}][{\text{CO}}_3{}^{\text{2−}}];$
(c) ${\text{Ag}}_2{\text{SO}}_4(s)\rightleftharpoons {\text{2Ag}}^{\text{+}}(aq)+{\text{SO}}_4{}^{\text{2−}}(aq)K_{\text{sp}}={[{\text{Ag}}^{\text{+}}]}^2[{\text{SO}}_4{}^{\text{2−}}];$
(d) ${\text{Pb(OH)}}_2(s)\rightleftharpoons {\text{Pb}}^{\text{2+}}(aq)+{\text{2OH}}^{\text{–}}(aq)K_{\text{sp}}=[{\text{Pb}}^{\text{2+}}]{[{\text{OH}}^{\text{–}}]}^2$

(a) 1,77 $\times$ 10^–7; (b) 1,6 $\times$ 10^–6; (c) 2,2 $\times$ 10^–9; (d) 7,91 $\times$ 10^–22

(a) 2 $\times$ 10^–2 M; (b) 1,5 $\times$ 10^–3 M; (c) 2,27 $\times$ 10^–9 M; (d) 2,2 $\times$ 10^–10 M

(a) 6,4 $\times$ 10⁻⁹ M = [Ag⁺], [Cl⁻] = 0,025 M. Comprobación: $\frac{\mathrm{6,4}\times {10}^{–9}M}{\mathrm{0,025}M}\times \text{100 \%}=\text{2,6}\times {10}^{–5}\mathrm{ \%},$un cambio insignificante;
(b) 2,2 $\times$ 10⁻⁵ M = [Ca²⁺], [F⁻] = 0,0013 M. Comprobación: $\frac{\text{2,26}\times {10}^{–5}M}{\mathrm{0,00133}M}\times \text{100 \%}=\text{1,70 \%}.$ Este valor es inferior al 5% y puede ignorarse.
(c) 0,2238 M = $[{\text{SO}}_4{}^{2\text{–}}];$ [Ag⁺] = 7,4 $\times$ 10^–3 M. Comprobación: $\frac{\mathrm{3,7}\times {10}^{–3}}{\mathrm{0,2238}}\times 100\%=\text{1,64}\times {10}^{–2};$ la condición se cumple.
(d) [OH^–] = 2,8 $\times$ 10^–3 M; 5,7 $\times$ 10⁻¹² M = [Zn²⁺]. Comprobación: $\frac{\mathrm{5,7}\times {10}^{–12}}{\mathrm{2,8}\times {10}^{–3}}\times \text{100 \%}=\text{2,0}\times {10}^{–7}\%;$ x es inferior al 5% de [OH^–] y, por tanto, es despreciable.

(a) [Cl^–] = 7,6 $\times$ 10⁻³ M
Comprobación: $\frac{\mathrm{7,6}\times {10}^{–3}}{\mathrm{0,025}}\times 100\%=30\%$
Este valor es demasiado grande para despreciar x. Por lo tanto, resuelva mediante la ecuación cuadrática:
[Ti⁺] = 3,1 $\times$ 10^–2 M
[Cl^–] = 6,1 $\times$ 10^–3
(b) [Ba²⁺] = 7,7 $\times$ 10^–4 M
Comprobación $\frac{\mathrm{7,7}\times {10}^{–4}}{\mathrm{0,0313}}\times 100\%=\mathrm{2,4}\%$
Por lo tanto, la condición se cumple.
[Ba²⁺] = 7,7 $\times$ 10^–4 M
[F^–] = 0,0321 M;
(c) Mg(NO₃)₂ = 0,02444 M
$[{\text{C}}_2{\text{O}}_4{}^{\text{2−}}]=\mathrm{2,9}\times {10}^{\text{-5}}$
Comprobación: $\frac{\mathrm{2,9}\times {10}^{\text{-5}}}{\mathrm{0,02444}}\times 100\%=\mathrm{0,12}\%$
La condición se cumple; el valor anterior es inferior al 5%.
$[{\text{C}}_2{\text{O}}_4{}^{\text{2−}}]=\mathrm{2,9}\times {10}^{\text{-5}}M$
[Mg²⁺] = 0,0244 M
(d) [OH^–] = 0,0501 M
[Ca²⁺] = 3,15 $\times$ 10^–3
Comprobación: $\frac{\mathrm{3,15}\times {10}^{\text{-3}}}{\mathrm{0,050}}\times 100\%=\mathrm{6,28}\%$
Este valor es superior al 5%, por lo que debe utilizarse un método más exacto, como las aproximaciones sucesivas.
[Ca²⁺] = 2,8 $\times$ 10^–3 M
[OH^–] = 0,053 $\times$ 10^–2 M

Los cambios de concentración son superiores al 5% y, por tanto, superan el valor máximo para no tener en cuenta el cambio.

CaSO₄∙2H₂O es la sal de Ca más soluble en mol/L, y también es la sal de Ca más soluble en g/L.

4,8 $\times$ 10^–3 M = $[{\text{SO}}_4{}^{\text{2−}}]$ = [Ca²⁺]; Como esta concentración es superior a 2,60 $\times$ 10^–3 M, el "agua de yeso" no cumple las normas.

Masa (CaSO₄·2H₂O) = 0,72 g/L

(a) [Ag⁺] = [I^–] = 1,3 $\times$ 10^–5 M; (b) [Ag⁺] = 2,88 $\times$ 10^–2 M, $[{\text{SO}}_4{}^{\text{2−}}]$ = 1,44 $\times$ 10^–2 M; (c) [Mn²⁺] = 3,7 $\times$ 10^–5 M, [OH^–] = 7,4 $\times$ 10^–5 M; (d) [Sr²⁺] = 4,3 $\times$ 10^–2 M, [OH^–] = 8,6 $\times$ 10^–2 M; (e) [Mg²⁺] = 1,3 $\times$ 10^–4 M, [OH^–] = 2,6 $\times$ 10^–4 M.

(a) 1,45 $\times$ 10^–4; (b) 8,2 $\times$ 10^–55; (c) 1,35 $\times$ 10^–4; (d) 1,18 $\times$ 10^–5; (e) 1,08 $\times$ 10^–10

(a) El CaCO₃ sí precipita. (b) El compuesto no precipita. (c) El compuesto no precipita. (d) El compuesto precipita.

3,03 $\times$ 10⁻⁷ M

9,2 $\times$ 10⁻¹³ M

[Ag⁺] = 1,8 $\times$ 10^–3 M

6,3 $\times$ 10^–4

(a) 2,25 L; (b) 7,2 $\times$ 10^–7 g

El 100% se disuelve

(a) ${\text{Hg}}_2{}^{\text{2+}}$ y Cu²⁺: Añadir ${\text{SO}}_4{}^{\text{2−}}.$ (b) ${\text{SO}}_4{}^{\text{2−}}$ y Cl^–: Añadir Ba²⁺. (c) Hg²⁺ y Co²⁺: Añadir S^2–. (d) Zn²⁺ y Sr²⁺: Añadir OH^– hasta que [OH^–] = 0,050 M. (e) Ba²⁺ y Mg²⁺: Añadir ${\text{SO}}_4{}^{\text{2−}}.$ (f) ${\text{CO}}_3{}^{\text{2−}}$ y OH^–: Añadir Ba²⁺.

El AgI precipitará primero.

1,5 $\times$ 10⁻¹² M

3,99 kg

(a) 3,1 $\times$ 10^–11; (b) [Cu²⁺] = 2,6 $\times$ 10^–3; $[{\text{IO}}_3{}^{\text{–}}]$ = 5,3 $\times$ 10^–3

1,8 $\times$ 10^–5 g Pb(OH)₂

${\text{Mg(OH)}}_2(s)\rightleftharpoons {\text{Mg}}^{\text{2+}}+{\text{2OH}}^{\text{–}}{K}_{\text{sp}}=[{\text{Mg}}^{\text{2+}}]{[{\text{OH}}^{\text{–}}]}^2$
1,23 $\times$ 10⁻³ g Mg(OH)₂

El MnCO₃ se formará primero ya que tiene el menor valor de K_sp entre estos compuestos homólogos y por lo tanto es el menos soluble. El MgCO₃•3H₂O será el último en precipitar ya que tiene el mayor valor de K_sp y es el más soluble. Valor K_sp.

cuando la cantidad de sólido es tan pequeña que no se produce una solución saturada

1,8 $\times$ 10^–5 M

5 $\times$ 10²³

[Co³⁺] = 3,0 $\times$ 10^–6 M; [NH₃] = 1,8 $\times$ 10^–5 M

1,3 g

0,79 g

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(a)

(b) ${\text{H}}_3{\text{O}}^{\mathrm{+}}+{\text{CH}}_3{}^{\text{–}}⟶{\text{CH}}_4+{\text{H}}_2\text{O}$

(c) $\text{CaO}+{\text{SO}}_3⟶\text{CaSO}4$

(d) ${\text{NH}}_4{}^{\mathrm{+}}+{\text{C}}_2{\text{H}}_5{\text{O}}^{\text{–}}⟶{\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}+{\text{NH}}_3$

0,0281 g

${\text{HNO}}_3(l)+\text{HF}(l)⟶{\text{H}}_2{\text{NO}}_3{}^{\mathrm{+}}+{\text{F}}^{\text{–}};$ $\text{HF}(l)+{\text{BF}}_3(g)⟶{\text{H}}^{\mathrm{+}}+{\text{BF}}_4$

(a) ${\text{H}}_3{\text{BO}}_3+{\text{H}}_2\text{O}⟶{\text{H}}_4{\text{BO}}_4{}^{\text{–}}+{\text{H}}^{\mathrm{+}};$ (b) Las formas electrónicas y moleculares son las mismas, ambas tetraédricas. (c) La estructura tetraédrica es consistente con la hibridación sp³.

0,014 M

7,2 $\times$ 10^–15 M

4,4 $\times$ 10⁻²² M

[OH⁻] = 4,5 $\times$ 10⁻⁶; [Al³⁺] = 2 $\times$ 10^–16 (solubilidad molar)

$[{\text{SO}}_4{}^{\text{2−}}]=\mathrm{0,049}M$; [Ba²⁺] = 4,7 $\times$ 10^–7 (solubilidad molar)

[OH^–] = 7,6 $\times$ 10⁻³ M; [Pb²⁺] = 2,1 $\times$ 10^–11 (solubilidad molar)

7,66

(a) K_sp = [Mg²⁺][F^–]² = (1,21 $\times$ 10^-3)(2 $\times$ 1,21 $\times$ 10^-3)² = 7,09 $\times$ 10^–9
(b) 7,09 $\times$ 10^–7 M
(c) Determine la concentración de Mg²⁺ y F^– que estará presente en el volumen final. Compare el valor del producto iónico [Mg²⁺][F^–]² con la K_sp. Si este valor es mayor que la K_sp, se producirán precipitaciones.
0,1000 L $\times$ 3,00 $\times$ 10^–3 M Mg(NO₃)₂ = 0,3000 L $\times$ M Mg(NO₃)₂
M Mg(NO₃)₂ = 1,00 $\times$ 10^–3 M
0,2000 L $\times$ 2,00 $\times$ 10^–3 M NaF = 0,3000 L $\times$ M NaF
M NaF = 1,33 $\times$ 10^–3 M
producto iónico = (1,00 $\times$ 10^-3)(1,33 $\times$ 10^-3)² = 1,77 $\times$ 10^–9 Este valor es menor que la K_sp, por lo que no se producirá precipitación.
(d) El MgF₂ es menos soluble a 27 °C que a 18 °C. Dado que el calor añadido actúa como un reactivo añadido, cuando aparece en el lado del producto, el principio de Le Châtelier establece que el equilibrio se desplazará hacia el lado de los reactivos para contrarrestar la tensión. En consecuencia, se disolverá menos reactivo. Esta situación se da en nuestro caso. Por lo tanto, la reacción es exotérmica.

BaF₂, Ca₃(PO₄)₂, ZnS; cada uno es una sal de un ácido débil, y el $[{\text{H}}_3{\text{O}}^{\mathrm{+}}]$ del ácido perclórico reduce la concentración de equilibrio del anión, aumentando así la concentración de los cationes

Efecto sobre la cantidad de CaHPO₄ sólido, [Ca²⁺], [OH^–]: (a) aumento, aumento, disminución; (b) disminución, aumento, disminución; (c) sin efecto, sin efecto, sin efecto; (d) disminución, aumento, disminución; (e) aumento, sin efecto, sin efecto