Problema 7:
Este evident, că nici un precipitat nu este 100% insolubil. Este un caz de influența ionului comun (F-) asupra precipitatului CaF₂. Există o formulă de calcul a solubilității pentru aceste caz, dar prefer să demonstrăm și să mergem din aproape în aproape. Considerăm volumul de 1L de apă distilată și de 1 L de soluție de NaF 0,015 M
A.Cazul când CaF2 se introduce în apă distilată:
Avem un pp de CaF₂, care în apă distilată se dizolvă conform reacției, cu stabilirea unui echilibru chimic:
S..............................S..............2S mol/L
CaF₂ solid (aq)= Ca²⁺aq + 2 F⁻(aq)
1mol...................1mol .............2moli
Constanta de echilibru, K:
K= C M de Ca²⁺. C² M de F⁻/ C M de CaF₂
Ks= produsul de solubilitate= C M de Ca²⁺. C² M de F⁻
Dacă Solubilitatea molară (mol/L) S, a lui CaF₂ este S, atunci de pe reacția chimică rezultă că vom avea în soluție: S mol/L ion de Ca și 2 S mol/L de ion F.
Rezultă prin înlocuire în relația matematică Ks că:
Ks = S. (2S)²=S.4S²=4S³
S=∛Ks/4 =∛3,9.10⁻¹¹ /4 =∛3,9.10⁻⁹.10⁻² /4=0,213 . 10⁻³ mol/L (în apă distilată)
B.Cazul când CaF2 se introduce în soluție 0,015 M de NaF
În acest caz avem la stabilirea echilibrului chimic de la dizolvare CaF₂, următoarele concentrații molare:
S.........0,015mol/L deF⁻.........S(mol/L)......2S (mol/L
CaF₂solid (aq) + Na⁺+ F⁻ = Ca²⁺ aq +2 F⁻aq din CaF₂ + F⁻ din NaF
1mol..........................................1mol..........2moli
0,015 mol.. 0,015 mol.. 0,015 mol
NaFaq = Na⁺ + F⁻
1mol 1mol 1 mol
Numărul total de moli ion de F este: (2S +0,015) mol
Concentrația molară pentru 1L soluție este: (2S+0,015) mol/L
Acum, cu aceste date vom calcula solubilitatea S (mol/L) , prin înlocuirea lor în relația lui Ks (modelul de mai sus):
Ks=S (ion Ca). (2S+0,015)² ion F
3,9.10⁻¹¹= S ( 4S²+2S.2.0,015+0,000225)=4S³+0,06.S²+0,000225.S
Cum S∠ CM a ionului F (0,015M), se pot neglija : 4S³+0,06S² și obținem o relație cu necunoscuta S:
3,9.10⁻¹¹= 0,000225.S
S =3,9.10⁻¹¹/ 0,000225=17333,3.10⁻¹¹=1,7.10⁴.10⁻¹¹=1,7.10⁻⁷
R: 1,7.10⁻⁷ mol/L
