SOLUBILIDAD, EFECTOS DEL pH Y LOS IONES COMPLEJOS

 
 

EFECTO DEL pH

La solubilidad de sulfuros, fosfatos, carbonatos o hidróxidos aumenta mucho si se acidifica la disolución. Sin embargo esto no ocurre con los cloruros o los sulfatos. ¿Cuál es la razón?.

Los compuestos poco solubles que en disolución producen un anión que es la base conjugada de un ácido débil, sufren reacción con los abundantes iones hidronio presentes en un medio ácido. Esto provoca la desaparición de los aniones y el consiguiente desplazamiento del equilibrio de izquierda a derecha.

El carbonato de calcio es una sustancia poco soluble, pero en un medio débilmente ácido se solubiliza porque se forman iones bicarbonato a partir de los iones carbonato presentes en el medio. De acuerdo con el Principio de Le Chatelier, si retiramos del medio uno de los productos, el equilibrio se desplazará hacia la derecha para compensar ese déficit. La reacción global sería:

De manera similar, el fluoruro de calcio se solubiliza en medio ácido por la formación de ácido fluorhídrico, que al ser un ácido débil permanece en forma molecular.

El equilibrio se ha desplazado de izquierda a derecha a causa de la eliminación de los iones fluoruro del medio.

Un caso especial son los hidróxidos. En este caso el anión liberado es el hidroxilo, que es la base conjugada del ácido débil H2O.

No debe extrañarnos que los hidróxidos se solubilicen en medio ácido.

¿Por qué no ocurre este fenómeno con los cloruros o los ioduros?

En un equilibrio de solubilidad que forme, por ejemplo, iones cloruro, la presencia de iones hidronio no afecta porque el ácido conjugado que se formaría sería el ácido clorhídrico que al ser fuerte, estaría completamente disociado. Por tanto, la presencia de iones hidronio no retira iones cloruro y, en consecuencia, el equilibrio no se desplaza hacia la derecha.

El cloruro de plata no mejora la solubilidad en medio ácido.

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IONES COMPLEJOS Y SOLUBILIDAD

Los iones complejos se forman cuando un ion metálico, actuando como ácido Lewis, se asocia a iones o moléculas que actúan como base Lewis. Lo que se forma (el ion complejo) no es otra cosa que el correspondiente aducto. Este fenómeno ya se había comentado en relación con la solvatación de los iones metálicos. Cuando estos se rodean de moléculas de agua (habitualmente 4 o 6) forman iones complejos. Por ejemplo, en una disolución que contenga iones Cu(II), se forma el ion complejo:

Cuanto más fuerte sea la base que se une al catión metálico más probable es la formación del ion complejo y, por tanto, mayor será su constante de formación. Por ejemplo, si a la disolución acuosa de iones Cu(II) que contiene el ion complejo antes citado, se le añade amoniaco, se formará un nuevo ion complejo más estable que el anterior porque el amoniaco es una base más fuerte que el agua.

Por ejemplo, en el siguiente vídeo podrá comprobar que los iones complejos formados por el cobre con agua, amoniaco e iones cloruro tienen colores diferentes. El complejo con agua es un débil color azulado, con el amoniaco tiene un fuerte color azul y el formado con los iones cloruro es de color verde.

¿Qué efecto tiene la formación de complejos en la solubilidad?

El cloruro de plata es una sal poco soluble en agua. Sin embargo, si añadimos amoniaco, el cloruro de plata se disuelve por completo. ¿Por qué?.

El amoniaco forma un complejo con los iones plata. De esta forma los retira de la disolución y desplaza el equilibrio de izquierda a derecha.

Un caso interesante es la solubilización de los hidróxidos en medio básico por la formación de iones complejos en los que interviene el ion hidroxilo. Cuando se añade hidróxido de sodio a una disolución que contiene iones aluminio se forma el hidróxido de aluminio (insoluble). Sin embargo, si se sigue añadiendo hidróxido de sodio, el precipitado se disuelve por completo. Se ha formado una disolución en la que están presentes iones complejos de aluminio.

Con el cromo, zinc y plomo ocurre algo parecido. Forman hidróxidos anfotéricos, porque se disuelven en medio ácido o básico.

El conocimiento del valor de las constantes de formación de complejos permite hacer cálculos cuantitativos sobre la solubilidad en el caso de la formación de este tipo de iones.

 

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