Influencia de la temperatura en el equilibrio químico, disoluciones amortiguadoras y solubilidad

1. Efecto de la temperatura sobre la constante de equilibrio

La constante de equilibrio Kc es función de la temperatura absoluta. Kc = f (T) tanto en el caso de reacciones endotérmicas como exotérmicas. Kc se definió como el cociente entre las dos constantes específicas de velocidad (ki/kd) correspondientes a las reacciones inversa y directa y ambas constantes aumentan con la temperatura, pero no en igual proporción. Un aumento de la temperatura favorece la reacción que sea endotérmica. Experimentalmente se observa:

Reacciones endotérmicas

Un aumento de la temperatura aumenta Kc. La reacción se desplaza hacia la formación de productos (R > P)

Reacciones exotérmicas

Un aumento de la temperatura disminuye Kc. La reacción se desplaza hacia la formación de los reactivos (R < P)

Si DH = 0

Kc no es función de la T. La temperatura no afecta al equilibrio.

2. Formas de preparar una disolución amortiguadora

Las disoluciones amortiguadoras deben contener al menos un ácido débil y su base conjugada:

• Añadiendo el ácido débil y la sal de este ácido con una base fuerte (ácido acético y acetato sódico).
• Añadiendo el ácido débil y una base fuerte para que se produzca la neutralización parcial del ácido y se forme la sal correspondiente (ácido acético y NaOH).
• Añadiendo la sal del ácido débil con la base fuerte y posteriormente un ácido fuerte, para que se produzca la formación del ácido débil del que procede la sal (acetato sódico y HCl).

También se puede preparar a partir de una base débil y su ácido conjugado:

• Base débil, sal de esta base con un ácido fuerte.
• Base débil, ácido fuerte y base fuerte.
• Sal de la base débil con ácido fuerte y una base fuerte.

3. Solubilidad en agua de los compuestos iónicos

La solubilidad de los compuestos iónicos en agua varía según su composición:

• Todos los nitratos son solubles.
• Todos los cloruros son solubles menos los de Ag+, Hg+, Pb+2 y Cu+.
• Todos los sulfatos son solubles menos los de Ca+2, Sr+2, Ba+2, Hg+, Hg+2, Pb+2 y Ag+.
• Todos los carbonatos son INSOLUBLES menos los de metales del grupo I y el de NH4+.
• Todos los hidróxidos son INSOLUBLES menos los de metales del grupo I y los de Sr+2 y Ba+2. El hidróxido de Ca+2 es ligeramente soluble (lechada de cal).
• Todos los sulfuros son INSOLUBLES menos los de metales del grupo I, del grupo II y el de NH4+.

4. Ordenar compuestos por solubilidad molar creciente

Dados los siguientes compuestos (entre paréntesis se indican sus pKo): ZnS (23,80), AgCl (9,80) y Ag2CrO4 (11,95), ordénelos por su solubilidad molar creciente en agua.

s (ZnS) < s (Ag2CrO4) < s (AgCl)

5. Definición de disolución amortiguadora

Las disoluciones amortiguadoras, también llamadas tampones o disoluciones reguladoras, son aquellas que presentan una especial resistencia a los cambios de pH que se producirían por la adición de pequeñas cantidades de ácidos o bases (aunque sean fuertes). Consisten en disoluciones que contienen una mezcla de un ácido débil y su base conjugada (o de una base débil y su ácido conjugado).

La mezcla de 1 mol de NH3 + 0,5 moles de HCl da como resultado un exceso de base débil y una sal cuyo catión, NH4+, es el ácido conjugado de la base débil NH3, por tanto forma una disolución reguladora.