Unele substante sunt miscibile
(formeaz` faze omogene) în orice propor]ie, altele dizolv` numai o cantitate
limitat` dintr-o a doua substan]`. O solutie se nume[te saturat` când
cantitatea maxim` de solu]ie la o temperatur` (uneori [i la o presiune) dat`.
Concentra]ia solutului (exprimat` \n una din unit`]ile definite mai sus) \ntr-o
solu]ie saturat` este numit` solubilitate. Satura]ia este o stare de echilibru,
ascult#nd de legile termodinamice ale echilibrului.
Solubilit`]ile substan]elor variaz`
cu natura acestora, cu a solventului [i cu temperatura. O solu]ie apoas` de
clorur` de sodiu este saturat` la 20ºC c#nd con]ine 358g NaCl la 1 litru solu]ie. Solubilitatea iodurii de argint este de
numai 3x10 /l. De multe ori substan]e pu]in solubile (de
felul iodurii de argint) sunt numite insolubile. Sunt \ns` cazuri c#nd chiar
asemenea solubilit`]I foarte mici joac` un rol important \ntr-un proces fizic
sau chimic.
Solu]ia
saturat` a unei s`ri greu solubile este prin natura lucrurilor, diluat` [i
complet ionizat`. Dac` este prezent` \n contact cu solu]ia, sare solid`, se
stabile[te \ntre aceasta [i ionii din solu]ie un echilibru. S` cosider`m de
exemplu clorura de argint solid` \n contact cu solu]ia ei \n ap`. |ntre AgCl
solid` [i ionii Ag+ [i Cl-, hidrata]I din solu]ie se stabile[te echilibrul:
AgCl(5) Ag+Cl-
Concentra]iile
de ioni Ag+ [i Cl- fiind mici, ionizarea este complet` [i echilibrul se
conformeaz` legii maselor. (Nernst, 1889) :
K= CA
Concentra]iile
ionilor din solu]ie fiind foarte mici ele pot fi cosiderate, \n prim`
aproxima]ie, identice cu activit`]ile lor. Pe de alt` parte activitatea
substan]ei solide \n contact cu solu]ia ei este prin conven]ie, egal` cu
unitatea, a[a c` ecua]ia de mai sus devine:
Constanta de echilibru K este numit`
produsul de solubilitate (sau produs ionic) al electrolitului respectiv.
Concentra]iile
celor doi ioni din solu]ie sunt egale \ntre ele [i cu concentra]ia c (\n mol la
litru) a electrolitului din solu]ie:
Pe
de alt` parte, concentra]ia unei solu]ii saturate este egal` cu solubilitatea
solutului. |n consecin]` pentru un electrolit compus din doi ioni ecua]ia
devine:
Determinarea produsului de
solubilitate
Solubilitatea
precipitatelor greu solubile nu poate fi m`surat` direct din cauza micimii ei.
Ea poate fi \ns` determinat` din conductibilitatea solu]iei. Concentra]ia
solutului fiind extrem de mic` se poate considera .
Dac`
\n solu]ia unui electrolit greu solubil se adaog` un electrolit con]in#nd un
ion comun cu ele de exemplu KCl \ntr-o
solu]ie de AgCl, se precipit` ca solid o parte din AgCl din solu]ie, a[a \nc#t
Ks s` r`m#n` constant (\n conformitate cu legea maselor).
Tot
a[a se precipit` AgCl din solu]ia sa saturat` atunci c#nd se adaog` ioni Ag+,
de exemplu sub form` de AgNO3. Deci solubilitatea unui electrolit
este mai mic` \n prezen]a unui ion comun dec#t \n ap` curat`.
Efectul
de ion comun se observ` [i la solubilitatea electroli]ilor u[or solubili. {i \n
acest caz ad`ugarea unui ion comun provoac` o sc`dere a solubilit`]ii. Aceast`
sc`dere nu mai poate fi \ns` calculat` exact, ca la s`rurile greu solubile,
deoarece legea maselor nu este valabil` dec#t pentru solu]ii diluate.
Efectul
de ion comun se observ` de exemplu, dac` se introduce HCl concentrat (sau
gazos) \ntr-o solu]ie saturat` de NaCl. Se precipit` NaCl. Procesul acesta se
utilizeaz` pentru a ob]ine clorur` de sodiu pur`; aceast` sare nu poate fi
recristalizat` dup` procedeul obi[nuit c`ci ea este aproape la fel de solubil`
\n ap` rece [I cald`.
Formarea de ioni complec[i
|n
unele cazuri \n loc de a mic[ora solubilitatea, adaosul uni ion comun provoac`
o cre[tere a solubilit`]ii unei s`ri greu solubile. Cauza este formarea unui
ion complex. Dac` se adaug` ioni de cianur` (sub form` de NaCN) \ntr-o solu]ie
con]in#nd ioni Ag+, se precipit` \nt#I cianur` de argint, AgCN, greu solubil`.
Aceasta se dizolv` \ns` u[or \ntr-un exces de NaCN. Un fenomen similar se
observ` la tratarea unei solu]ii ce con]ine ioni Hg cu KI.
M`rimea solubilit`]ii nu contravine legii produsului de
solubilitate. |n cazul cianurii de argint se stabile[te un echilibru \ntre AgCN
solid, precipitat [i ionii Ag+ [I CN- din solu]ie. Prin ad`ugare de ioni CN- [I
formarea ionului complex Ag(CN) concentra]ia ionilor Ag+ din solu]ie scade.
|n consecin]` se dizolv` AgCN pentru a restabili echilibrul: costant.
Ionul CN- dizolv` [I alte s`ruri greu
solubile de argint, de exemplu AgCl d#nd acela[i ion complex Ag(CN)
. Ionul CN- nu dizolv` \ns` sulfura de argint, Ag2S. Dimpotriv` ionul S precipit` Ag2S dintr-o solu]ie ce con]ine ioni
complec[i Ag(CN) . Produsul ionic al sulfurii de argint fiind
extraordinar de mic (6x10 ) se precipit`
Ag2S chiar din ionii Ag+ \n echilibru
cu Ag(CN) , al c`rui produs de solubilitate este mult
mai mare (7x10 ).
