Equilíbrio Químico envolvendo precipitados e Produto Solubilidade.

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        O equilíbrio químico pode ocorrer em sistemas contendo mais de uma fase, ou seja, em sistemas heterogêneos. Esta situação pode ser encontrada em sistemas onde ocorre a dissolução ou precipitação de sólidos. Um exemplo é a solução contendo água e sal Cloreto de prata AgCl_(s) mencionado anteriormente, onde a fase sólida é formada por AgCl e a fase aquosa pelos íons Ag⁺ e Cl^-.

Como ocorre a dissolução:

        Quando adicionamos sal à uma solução contendo água como solvente, as moléculas de água inevitavelmente interagem com as moléculas do sal. Estas interações envolvem determinada quantia de energia. Quando temos bastante água e pouco sal, a energia envolvida nas interações entre a água e o sal é maior que as interações que mantém os íons Ag⁺ e Cl^- juntos. Por causa disso, o sal é quebrado em íons e dilui-se na solução.

Como ocorre a precipitação:

        Se adicionarmos o sal AgCl em um copo de água , veremos que o sal é solubilizado (o sal dilui-se) . No entanto, se adicionarmos lentamente mais sal , veremos que a partir de uma certa quantia adicionada não ocorre mais a solubilização e o sal fica no fundo do copo. O fato do sal ficar no fundo do copo mostra que a solução está supersaturada e portanto houve a precipitação do sal AgCl.

        A precipitação ocorreu porque a concentração de íons Ag⁺ e Cl^- tornou-se alta com a adição de mais sal. Todo sal que era adicionado ionizava-se formando Ag⁺ e Cl^- . Como consequencia a concentração desses íons aumentou. Quando a concentração desses íons aumenta até certo ponto, as colisões entre eles tornam-se mais frequentes na solução e isso gera a formação do precipitado AgCl.

        Atualmente há maneiras de saber quanto sal irá diluir e quanto permanecerá no estado sólido em soluções aquosas. O produto solubilidade de um sal é um valor constante específico para cada sal e permite o cálculo desses dados.


Para que serve o produto solubilidade:

        Em casos onde temos uma solução contendo um equilíbrio entre uma fase sólida formada por um sal e uma fase líquida, o produto solubilidade do sal permite calcular a quatidade do sal e de seus íons presentes na solução. Em outras palavras é possível saber quanto cloreto de prata (AgCl) fica no fundo de um copo de água quando adicionamos este sal .


        Para podermos fazer estes cálculos precisamos entender um pouco de reações de ionização e estequiometria. Aqui estão como exemplo alguns sais com Kps determinados :


AgCl        =         Ag⁺        +        Cl^-                                Kps = 1,56 x 10^-10


PbI₂        =         Pb⁺        +        2I^-                                  Kps = 7,1 x 10^-9


Ag₂S        =         2Ag⁺        +        S^-                                Kps = 1,6 x 10^-49


Hg₂Cl₂        =         2Hg        +        2Cl^-                            Kps = 1,3 x 10^-18



Exemplos do Cotidiano :


Estalactites, Estalagmites e Corais :

Como se formam as estalactites e estalagmites ? Por que os corais só são encontrados em locais onde o mar é quente ?

As respostas a estas perguntas estão relacionadas ao seguinte equilíbrio químico :

CaCO_3(s) + CO_2(aq) + H₂O_(l) = Ca⁺²_(aq) + 2HCO^-_3(aq)

        A formação das estalactites e estalagmites pode ser entendida utilizando o que aprendemos sobre o efeito da pressão sobre a solubilidade de gases.
        Quando água subterrânea que contém CO₂ dissolvido, passa por terrenos contendo calcário (CaCO₃), a alta pressão (devido à profundidade) faz com que haja muito CO₂ dissolvido e , consequentemente, o equilíbrio seja deslocado para a produção de Ca⁺²_(aq) + 2HCO^-_3(aq). Com isso o calcário é dissolvido.
        Quando essa água goteja dentro de uma caverna, onde a pressão é menor, há saída de CO₂ e o equilíbrio se desloca para a formação de CaCO₃ , sólido , que constitui as estalactites no teto e as estalagmites no chão.

        A presença de Corais apenas em regiões de mar quente pode, por sua vez, ser entendida com o efeito da temperatura sobre a solubilidade de gases sobre este mesmo equilíbrio químico.
        Os corais contém grande quantidade de CaCO₃, que toma parte de sua estrutura. Nos mares frios, a baixa temperatura faz com que muito CO₂ do ar esteja dissolvido. Essa alta concentração de CO₂ desloca o equilíbrio mencionado no sentido da produção de Ca⁺²_(aq) + 2HCO^-_3(aq) , dissolvendo o CaCO₃ dos corais.
        Em locais quentes, ao contrário, o CO₂ é expulso da água e o equilíbrio é deslocado para a formação do CaCO₃.

Exemplos de Corais

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Tipos de equilíbrio