Page 787 - Quimica - Undécima Edición

16.9 El pH y la solubilidad 757

Ejemplo 16.14

Calcule la concentración del amoniaco acuoso necesaria para iniciar la precipitación del
hidróxido de hierro(II) de una disolución de FeCl 2 0.0030 M.
Estrategia Para que el hidróxido de hierro(II) precipite de una disolución, el producto
2 2
2
21
[Fe ][OH ] debe ser mayor que su K ps . En primer lugar, calculamos [OH ] a partir del
21
valor conocido de [Fe ] y del K ps que aparece en la tabla 16.2. Ésta es la concentración de
2
OH en una disolución saturada de Fe(OH) 2 . Luego, calculamos la concentración de NH 3
2
que abastecerá esta concentración de iones OH . Finalmente, cualquier concentración de
NH 3 mayor que el valor calculado iniciará la precipitación de Fe(OH) 2 porque la disolución
se hará sobresaturada.
2
Solución El amoniaco reacciona con agua para producir iones OH , los cuales reaccionan
21
entonces con Fe para formar Fe(OH) 2 . Los equilibrios de interés son
2
1
N H 3 (ac) 1 H 2 O(l) Δ NH 4 (ac) 1 OH (ac)
2
e F 21 (ac) 1 2OH (ac) Δ Fe(OH) 2 (s)
2
Primero encontramos la concentración de OH por encima de la cual Fe(OH) 2 comienza a
precipitar. Escribimos
2 2
21
K ps 5 [Fe ][OH ] 5 1.6 3 10 214
21
Como FeCl 2 es un electrólito fuerte, [Fe ] 5 0.0030 M y
1.6 3 10 214
2 2
[ O H ] 5 5 5.3 3 10 212
0.0030
2
26
[ O H ] 5 2.3 3 10 M
26
2
Después, calculamos la concentración de NH 3 que proporcionará 2.3 3 10 M iones OH .
Sea x la concentración inicial de NH 3 en mol/L. Los cambios en las concentraciones resul-
tantes de la ionización de NH 3 se resumen a continuación.
1
2
NH 3 (ac) 1 H 2 O(l) Δ NH 4 (ac) 1 OH (ac)
Inicial (M): x 0.00 0.00
26
Cambio (M): 22.3 3 10 26 12.3 3 10 12.3 3 10 26
26
26
Equilibrio (M): (x 2 2.3 3 10 ) 2.3 3 10 2.3 3 10 26
Al sustituir las concentraciones de equilibrio en la expresión para la constante de ionización
(vea la tabla 15.4),
2
1
[NH 4 ][OH ]
K b 5
[NH 3 ]
26
26
(2.3 3 10 )(2.3 3 10 )
8 . 1 3 10 25 5
26
(x 2 2.3 3 10 )
Al resolver x, obtenemos
26
x 5 2.6 3 10 M
26
Por lo tanto, la concentración de NH 3 debe ser ligeramente mayor a 2.6 3 10 M para ini-
ciar la precipitación de Fe(OH) 2 . Problema similar: 16.76.
Ejercicio de práctica Determine si se formará un precipitado si se agregan 2.0 mL de
23
NH 3 0.60 M a 1.0 L de ZnSO 4 1.0 3 10 M.