En química, algunos sólidos iónicos tienen baja solubilidad en agua. Parte de la sustancia se disuelve y queda un trozo de material sólido. Para calcular exactamente cuánto se disuelve, use K _{sp, la constante de producto de solubilidad, junto con una expresión derivada de la reacción de equilibrio de solubilidad para la sustancia.}

Formule Reacción de solubilidad

Escriba la ecuación de la reacción de solubilidad balanceada para la sustancia que le interesa. Esta es la ecuación que describe lo que sucede cuando las partes sólidas y disueltas alcanzan el equilibrio. Para tomar un ejemplo, el fluoruro de plomo, PbF _{2, se disuelve en plomo y iones fluoruro en una reacción reversible:}

PbF _{2 ⇌ Pb ^{2+ + 2F -}}

Tenga en cuenta que las cargas positiva y negativa deben equilibrarse en ambos lados. También tenga en cuenta que, aunque el plomo tiene una ionización +2, el flúor tiene -1. Para equilibrar las cargas y tener en cuenta el número de átomos de cada elemento, se multiplica el flúor en el lado derecho con el coeficiente 2.

Formular ecuación de Ksp

Buscar la constante del producto de solubilidad para la sustancia que le interesa. Los libros y sitios web de química tienen tablas de sólidos iónicos y sus correspondientes constantes de productos de solubilidad. Para seguir el ejemplo del fluoruro de plomo, el K _{sp es 3.7 x 10 ^{-8. Esta figura va del lado izquierdo de la ecuación de K sp. En el lado derecho, se divide cada ion entre corchetes. Tenga en cuenta que un ion poliatómico tendría sus propios soportes, no lo separa en elementos individuales. Para los iones con coeficientes, el coeficiente se convierte en potencia, como en la siguiente expresión:}}

K _{sp = 3.7 x 10 ^{-8 = [Pb 2 +] [F < sup> -] 2}}

Sustituir y resolver

La expresión anterior iguala la constante del producto de solubilidad Ksp con los dos iones disueltos, pero aún no proporciona la concentración. Para encontrar la concentración, sustituya X por cada ion, de la siguiente manera:

K _{sp = 3.7 x 10 ^{-8 = (X) (X) 2 <}}

Esto trata a cada ion como distinto, ambos tienen una molaridad de concentración, y el producto de esas molaridades es igual a K _{sp, el producto de solubilidad constante. Sin embargo, el segundo ion (F) es diferente. Tiene un coeficiente de 2, lo que significa que cada ion fluoruro cuenta por separado. Para explicar esto después de la sustitución con X, coloque el coeficiente dentro del paréntesis:}

K _{sp = 3.7 x 10 ^{-8 = (X) (2X) 2}}

Ahora resuelve para X:

3.7 x 10 ^{-8 = (X) (4X 2)}

3.7 x 10 ^{-8 = 4X 3}

X = .0021 M

Esta es la concentración de la solución en moles por litro.

Determine la cantidad disuelta

Para encontrar la cantidad de la sustancia disuelta, multiplíquelo por litros de agua, luego multiplíquelo por la masa molar. Por ejemplo, si su sustancia se disolvió en 500 ml de agua, 0,0021 moles por litro multiplicado por 0,5 litros equivale a 0,00105 moles. De la tabla periódica, la masa atómica promedio de plomo es 207.2 y el flúor es 19.00. Dado que la molécula de fluoruro de plomo tiene 2 átomos de flúor, multiplique su masa por 2 para obtener 38.00. La masa molar total de fluoruro de plomo es entonces de 245.20 gramos por mol. Dado que su solución tiene .0021 moles de sustancia disuelta, .0021 moles por 245.20 gramos por mol da .515 gramos de plomo disuelto y iones de fluoruro.