Calculadora de Produto de Solubilidade (Kps)
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| Resolver para | Calcular solubilidade molar |
|---|---|
| Tipo de sal | Tipo AB (ex.: AgCl) |
| Kps | 1,8e-10 |
| Solubilidade molar | 1e-5 M |
Calculadora de Produto de Solubilidade (Kps)
Converta entre o produto de solubilidade Kps e a solubilidade molar s de um sal pouco solúvel. Escolha a estequiometria de dissolução (AB, AB₂, AB₃ ou A₂B₃) e resolva em qualquer direção.
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Entendendo o produto de solubilidade
Quando um sal pouco solúvel fica em água, uma pequena parte dele se dissolve em íons até a solução ficar saturada. Nesse ponto, a velocidade de dissolução iguala a de cristalização, e o sistema está em equilíbrio. O produto de solubilidade Kps é a constante de equilíbrio desse processo. Para um sal que se dissolve como
AxBy⇌xAy++yBx−o produto de solubilidade é o produto das concentrações dos íons, cada uma elevada ao seu coeficiente estequiométrico:
Ksp=[Ay+]x[Bx−]yO Kps é escrito aqui como um número adimensional porque é construído a partir das atividades dos íons — razões em relação a um estado padrão de 1 mol/L — e não a partir das concentrações brutas.
A solubilidade molar s é o número de mols do sal que se dissolvem por litro de solução saturada. Como os íons provêm de uma única fonte, toda concentração de íon pode ser escrita em função de s, o que reduz o Kps a uma expressão compacta para cada tipo de sal.
| Tipo de sal | Dissolução | Kps em função de s | Solubilidade s |
|---|---|---|---|
| AB | A⁺ + B⁻ | ||
| AB₂ / A₂B | A²⁺ + 2 B⁻ | ||
| AB₃ / A₃B | A³⁺ + 3 B⁻ | ||
| A₂B₃ / A₃B₂ | 2 A³⁺ + 3 B²⁻ |
Exemplo resolvido
O cloreto de prata é um clássico sal 1:1 (AB):
AgCl⇌Ag++Cl−A 25 °C, seu produto de solubilidade é . Como um Ag⁺ e um Cl⁻ são liberados por unidade de fórmula, ambas as concentrações de íons são iguais à solubilidade molar s, de modo que . Isolando s:
s=Ksp=1.8×10−10≈1.34×10−5 mol/LPortanto, uma solução saturada de AgCl contém apenas cerca de 13 micromols de sal dissolvido por litro — razão pela qual o cloreto de prata parece insolúvel.
Por que o coeficiente cresce com a estequiometria
Sais que liberam mais íons recebem coeficientes maiores. O fluoreto de cálcio se dissolve como CaF₂ → Ca²⁺ + 2 F⁻, então a concentração de fluoreto é o dobro da concentração de cálcio: e . Substituindo, obtém-se
Ksp=[Ca2+][F−]2=s(2s)2=4s3A mesma lógica produz para um sal AB₃ e para um sal A₂B₃. Como o expoente sobre s muda conforme o tipo de sal, dois sais com valores de Kps idênticos podem ter solubilidades molares muito diferentes — não se pode comparar solubilidades diretamente pelo Kps a menos que as estequiometrias coincidam.
O efeito do íon comum
As conversões acima pressupõem que o sal se dissolve em água pura. Se a água já contém um dos íons — digamos cloreto vindo de NaCl dissolvido — o equilíbrio de dissolução é deslocado de volta para o sólido e menos sal se dissolve. Esse é o efeito do íon comum. O próprio Kps não muda, mas a solubilidade molar cai, às vezes em ordens de grandeza. Para lidar com isso, mantém-se a expressão do Kps, mas substitui-se a concentração de fundo elevada do íon compartilhado em vez de supor que ambos os íons vêm apenas do sal que se dissolve.
Perguntas frequentes (FAQ)
Como o Kps se relaciona com a solubilidade molar?
Para um sal que se dissolve como AₓBᵧ, o produto de solubilidade é igual ao produto das concentrações dos íons, cada uma elevada ao seu coeficiente estequiométrico. Escrevendo cada concentração de íon em função da solubilidade molar s, obtém-se uma única relação que depende apenas da estequiometria: Kps = s² para um sal AB, Kps = 4s³ para AB₂ ou A₂B, Kps = 27s⁴ para AB₃ ou A₃B e Kps = 108s⁵ para A₂B₃. Rearranjando cada uma, isola-se s — por exemplo, s = √Kps para um sal AB.
O que é solubilidade molar?
A solubilidade molar é o número de mols de um sólido que se dissolvem em um litro de solução até atingir o equilíbrio de saturação, expressa em mol/L. Ela é diferente do valor puro de Kps: dois sais podem ter valores de Kps semelhantes, mas solubilidades molares muito diferentes se suas estequiometrias diferem, pois os íons são liberados em proporções distintas. A solubilidade molar é a grandeza que você realmente mediria ao saturar a água com o sal e analisar os íons dissolvidos.
Por que a fórmula muda conforme o tipo de sal?
Os expoentes e coeficientes vêm diretamente da equação de dissolução. AgCl → Ag⁺ + Cl⁻ dá Kps = [Ag⁺][Cl⁻] = s·s = s². CaF₂ → Ca²⁺ + 2F⁻ dá Kps = [Ca²⁺][F⁻]² = s·(2s)² = 4s³. Fe(OH)₃ → Fe³⁺ + 3OH⁻ dá Kps = s·(3s)³ = 27s⁴, e um sal 2:3 como A₂B₃ dá Kps = (2s)²·(3s)³ = 108s⁵. Como a relação é não linear, é preciso associar o tipo de sal à sua dissolução real antes de converter.
O que é o efeito do íon comum?
Adicionar um sal solúvel que compartilha um íon com um sal pouco solúvel reduz a solubilidade desse sal. Por exemplo, o AgCl é muito menos solúvel em uma solução que já contém íons cloreto (vindos do NaCl) do que em água pura. O cloreto dissolvido desloca o equilíbrio de dissolução de volta para o sólido, então menos AgCl se dissolve — ainda que o próprio Kps não mude com a concentração. A conversão simples Kps = s² usada aqui pressupõe água pura, sem íons comuns presentes; na presença deles, você resolveria o equilíbrio incluindo o íon adicional.
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