Ejercicios Resueltos de Equilibrio Químico: Solubilidad y pH

Cuestión 3: Equilibrio de Solubilidad del ZnS

Si a 25 ºC el producto de solubilidad del ZnS es 1,1 · 10⁻²¹, explica, razonando la respuesta, si las siguientes propuestas son verdaderas o falsas para una disolución acuosa de ZnS:

• a) En el equilibrio, la concentración del ión Zn²⁺ será igual que la del ión S²⁻ si no existe ninguna otra sal disuelta.
• b) El número de moles de ZnS que puede haber disueltos en un litro de agua será, como máximo, 3,3 · 10⁻¹¹.
• c) Si se adicionan iones Zn²⁺ a la disolución, aumentará la solubilidad del ZnS.
• d) Si se aumenta la temperatura, se disolverá mayor cantidad de ZnS.

Solución:

• a) Verdadera. La ecuación de ionización del compuesto poco soluble es ZnS ⇆ Zn²⁺ + S²⁻, donde se cumple que, por cada mol de compuesto que se ioniza, se forma un mol de iones Zn²⁺ y un mol de iones S²⁻.
• b) Verdadera. De la ecuación iónica se deduce que el producto de solubilidad del compuesto es igual al producto de las concentraciones de los iones, es decir, Kps = [Zn²⁺] · [S²⁻]. Al ser las concentraciones de los iones la misma, según se deduce del apartado anterior, resulta que [Zn²⁺] = [S²⁻] = √Kps = √(1,1 · 10⁻²¹) ≈ 3,3 · 10⁻¹¹.
• c) Falsa. Al adicionarse iones Zn²⁺, manteniéndose constante la cantidad de iones S²⁻, se incrementa su concentración. Al desplazarse el equilibrio a la izquierda, disminuye la solubilidad del compuesto (efecto del ion común).
• d) Depende. La temperatura actúa sobre la constante de equilibrio. Si el proceso es endotérmico, la elevación de temperatura hace que el equilibrio se desplace en el sentido de la ionización, aumentando la solubilidad del compuesto; pero si es exotérmico, la elevación de la temperatura hace que el equilibrio se desplace en el sentido endotérmico, hacia la izquierda, por lo que disminuye la solubilidad del compuesto.

Problema 4: Cálculo de pH en Disoluciones

Calcula el valor del pH de cada una de las siguientes disoluciones:

• a) 200 mL de disolución de KOH 0,1 M.
• b) 200 mL de disolución de NH₃ 0,1 M.
• c) 200 mL de disolución de KOH 0,1 M más 100 mL de disolución de HCl 0,2 M.

Datos: Kb (NH₃) = 1,8 · 10⁻⁵.