Produto de solubilidade (pH e Ks)

Neste artigo iremos explicar o conceito de produto da solubilidade, que é um tema bastante relevante dentro da química. É importante conhecer esse conceito se você está se preparando para o vestibular ou Enem, pois há questões recorrentes nas provas. Então, vamos entender melhor a respeito?

O que é produto da solubilidade?

O produto da solubilidade nada mais é do que o produto originário a partir das concentrações (mol/L) de íons de uma solução saturada. Dá-se quando cada concentração é elevada ao coeficiente do íon, dentro da equação de dissociação iônica.

Consiste na multiplicação (que é o produto) entre as concentrações molares dos íons (que podem ser cátions e ânions) liberados ou produzidos por um eletrólito (pode ser base e sal) de solubilidade baixa quando adicionado à água.  O símbolo do produto da solubilidade é o KPS ou KS, trata-se de uma constante de equilíbrio existente entre os íons de uma substância e o sólido não dissolvido.

Quando se desenvolve um estudo sobre um produto de solubilidade (KPS), geralmente se tem um soluto minimamente solúvel em uma solução específica. Chega-se, então, à expressão de que o produto da solubilidade (KPS) é equivalente ao produto de concentrações em mol/L de íons que se encontram na solução saturada. Nesse caso, elevadas à potência igual ao coeficiente da equação de dissociação iônica.

Solubilidade

A seguir iremos falar sobre bases pouco e praticamente insolúveis em água, assim como os sais que são praticamente insolúveis, com destaque para aqueles que apresentam solubilidade também.

Base pouco solúvel – São aquelas formadas por elementos componentes da família IIA ou ainda por metais alcalinoterrosos;

Base praticamente insolúvel – Aquelas que são formadas por qualquer metal que não faça parte da família IA ou por metais alcalinos;

Sais praticamente insolúveis – São solúveis em água: Nitrato (NO3-1); Nitrito (NO2-1); Sulfeto (S-2); Carbonato (CO3-2); Fosfato (PO4-3). São praticamente insolúveis em água: Acetato (H3C2O2-1); Halogenetos (F-1, Cl-1, Br-1, I-1); Sulfato (SO4-2).

Independentemente de ter solubilidade baixa ou alta, quando um eletrólito é adicionado à água, passa por dissociação (a liberação de íons) ou por ionização (produção de íons). No entanto, ao mesmo tempo, os íons formam de novo o eletrólito, levando a um equilíbrio químico de dissociação.

Para que fique mais claro, imagine o sulfato de bário (sal com pouca solubilidade) sendo adicionado à água. Nesse caso, poucos íons são liberados. Porém, ainda assim ocorre a liberação de íons, de maneira que logo se dá o equilíbrio de dissolução.

Expressão matemática para o cálculo do produtos da solubilidade

Uma vez que é obrigatória a adição de um eletrólito à água para que aconteça o equilíbrio de dissociação, temos que água e eletrólito são constantes. Esses elementos jamais entram na expressão da constante de equilíbrio.

A expressão matemática utilizada para o cálculo da constante do produto de solubilidade utiliza, dessa forma, a concentração molar de cada íon elevada as suas quantidades molares, ficando assim:

Kps = [Y+]b.[X]a

Seguindo o exemplo do sulfato de bário que demos acima, ficaria da seguinte forma aplicado na fórmula:

Kps = [Ba+2]1.[SO1-2]1

Usando essa expressão matemática é possível determinar se a solução está saturada, insaturada ou saturada com corpo de fundo. Trata-se de uma análise que sempre faz a relação entre o produto da solubilidade e a solubilidade do KPS. Poder usar essa expressão matemática para essa finalidade representa uma grande facilidade para verificação de solubilidade. Confira mais detalhes abaixo.

Conhecendo a relação entre produto da solubilidade (KPS) e produto iônico

Veja, a seguir, a relação entre o produto da solubilidade e o produto iônico para entender como é feita a análise a partir da identificação do KPS. Assim você terá maior compreensão a respeito do tema produto da solubilidade.

Produto iônico < KPS – solução insaturada

Quando acontece de o produto da solubilidade ser menor do que o valor KPS, se tem uma solução insaturada.

Produto iônico = KPS – solução saturada

Caso o produto da solubilidade seja igual ao valor do KPS, se tem uma solução saturada.

Produto iônico > KPS – solução saturada em que há corpo de fundo (trata-se de uma solução supersaturada).

Classifica-se, assim, quando a solução tem produto de solubilidade maior do que o valor de KPS.

Aplicação prática do produto da solubilidade

A aplicação prática do conceito de produto da solubilidade se dá em todos os compostos iônicos que possuem baixa solubilidade e solução saturada diluída. Também é importante saber que o valor do produto de solubilidade para cada substância se mantém constante em certas condições de temperatura.

Fique atento que, quanto maior for o valor do produto da solubilidade, maior será a solubilidade (conclusão válida para os casos em que se tem a mesma proporção de íons da solução na dissociação de base ou do sal). Esse produto tende a mudar conforme a temperatura.

Agora você já conhece o conceito de produto da solubilidade! Navegue pelo blog do Hexag para conferir mais conteúdos de química e outras disciplinas!

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