VI.1. Solubilitatea și produsul de solubilitate.
Solubilitatea este o proprietate a substanțelor deosebit de importantă atât în chimie, cât și în viața de zi cu zi.
De exemplu, gustul alimentelor se bazează pe solubilitatea acestora, cum ar fi gustul dulce al zahărului sau gustul sărat al sării.
Un alt exemplu este legat de distrugerea smalțului dinților provocată de acizii formați prin fermentația resturilor alimentare. Rezistența smalțului o depășește chiar și pe cea a oaselor. Compoziția minusculă a învelișului dentar arată că în acesta se regăsesc nanocristale de hidroxiapatită, cu formula Ca5(PO4)3(OH), care sunt insolubile în apă, dar solubile în acizi. Ionul de fluor (F-) substituie anionii OH- din hidroxiapatită formând fluoroapatita, cu formula Ca5(PO4)3F, compus care nu mai este atacat de acizi. Pentru prevenirea cariilor trebuie folosite paste de dinți care au adăugate fluoruri.
Reacțiile chimice care au loc cu formare de precipitate (substanțe insolubile) sunt folosite în chimia analitică pentru recunoașterea și separarea unor cationi și anioni.
Reacțiile de precipitare sunt reacțiile chimice care au loc cu formarea unei substanțe insolubile, numită precipitat.
Solubilitatea este proprietatea unei substanțe de a se dizolva într-o anumită cantitate de solvent.
Solubilitatea reprezintă cantitatea maximă de solvat care se dizolvă în 100 g de solvent, la o temperatură dată.
Solubilitatea depinde atât de natura dizolvantului, cât și de natura dizolvatului.
Clasificarea substanțelor după solubilitatea în apă:
a) Substanțe ușor solubile care au solubilitatea > 10 g/100 g apă, de exemplu: etanol, acetonă, piatra vânătă, soda caustică, sarea, zahărul, carbonat de sodiu, azotat de argint etc.
b) Substanțe greu solubile care au solubilitatea < 10 g/100 g apă, dar > 0,01g/100 g apă, de exemplu: carbonatul de magneziu, varul stins, oxigenul, iodul.
c) Substanțe insolubile care au solubilitatea < 0,01 g/100 g apă (sau 10^(-4) mol/L), de exemplu: metalele, sulful, cărbunele, clorura de argint, sulfat de bariu, carbonatul de calciu, sulfura de plumb, uleiul, plasticul etc.
Considerăm BA un electrolit greu solubil și scriem reacția de disociere:
(BA)s ⇄ B+ (aq) + A- (aq)
Aplicând legea maselor, obținem constanta de echilibru, K:
Concentrația precipitatului, [BA], o considerăm constantă și o includem în constanta de echilibru, obținând astfel produsul de solubilitate, Ps:
Ps = K ∙ [BA] = [B+]∙[A-]
Produsul de solubilitate, Ps, reprezintă mărimea care arată posibilitatea ionilor de a trece într-o formă greu solubilă.
🔦 Observație
Cunoașterea valorii produsului de solubilitate al unei substanțe este importantă în alegerea metodelor de analiză calitativă și cantitativă în laborator. Un precipitat se formează atunci când produsul concentrației ionilor din compoziția precipitatului în soluție este mai mare decât valoarea produsului de solubilitate:
[B+]∙[A-] > Ps
Din produsul de solubilitate se poate calcula solubilitatea (S) unei substanțe:
Știind că S = [B+] = [A-], avem Ps = S2.
