Ejercicio resuelto de Solubilidad · Química · Andalucía · 2022

El hidróxido de cobre(II), $\text{Cu(OH)}_2$, es una sal muy poco soluble en agua.

a) Escriba su equilibrio de solubilidad. [0,5 puntos]

b) Exprese $K_S$ en función de la solubilidad. [0,5 puntos]

c) Razone cómo afectará al equilibrio la adición de $\text{NaOH}$. [0,5 puntos]

$\textbf{a) Escriba su equilibrio de solubilidad. [0,5 puntos]}$

El sólido en contacto con su disolución saturada libera los iones que lo forman. Cada unidad fórmula da un catión cobre(II) y dos hidroxilos:

$\mathrm{Cu(OH)_2(s)} \rightleftharpoons \mathrm{Cu^{2+}(ac)} + 2\,\mathrm{OH^-(ac)}$

Es un equilibrio heterogéneo: hay sólido por un lado y iones disueltos por otro.

$\textbf{b) Exprese }K_S\textbf{ en función de la solubilidad. [0,5 puntos]}$

Llamando $s$ a la solubilidad molar, o sea, a los moles de sal que se disuelven por litro:

$$	$\mathrm{Cu^{2+}}$	$\mathrm{OH^-}$ Equilibrio (mol/L)	$s$	$2s$

El sólido no aparece en la constante, porque su concentración es fija mientras quede algo de él:

$K_S = [\mathrm{Cu^{2+}}]\,[\mathrm{OH^-}]^2 = s\,(2s)^2$

$K_S = 4s^3$

$\textbf{c) Razone cómo afectará al equilibrio la adición de NaOH. [0,5 puntos]}$

El hidróxido de sodio es una base fuerte y se disocia por completo, así que aporta $\mathrm{OH^-}$, que es uno de los productos del equilibrio:

$\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na^+} + \mathrm{OH^-}$

Por el principio de Le Chatelier, al aumentar la concentración de un producto el sistema se desplaza hacia la izquierda, es decir, hacia el sólido: precipita más hidróxido de cobre(II) y la solubilidad disminuye.

Es el efecto del ion común. Nótese que $K_S$ no cambia: lo que cambia es el reparto entre los dos iones, con mucho hidroxilo y muy poco $\mathrm{Cu^{2+}}$ en disolución.