Calcolare solubilità del AgCl in soluzione AgNO3 nota la costante

Calcolare la solubilità del cloruro di argento in una soluzione di nitrato di argento, sapendo che Kps (AgCl) a 25°C è di 1.6x10-10 .
Descrivere l’influenza della temperatura sugli equilibri di solubilità con ∆H°r > 0 e sugli equilibri di solubilità con ∆H°r < 0.
Scrivere l’equazione che mette in relazione la variazione di Energia libera ∆Gr in condizioni non standard con la variazione di Energia libera standard ∆G°r e con il quoziente di reazione Q.

Per calcolare la solubilità del cloruro di argento in una soluzione di nitrato di argento, dobbiamo prima scrivere l'equazione di dissociazione del cloruro di argento e poi scrivere l'equazione di equilibrio di solubilità:

AgCl(s) ⇌ Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq)

La solubilità del cloruro di argento in acqua pura a 25°C è di circa 1,3 x 10^-5 mol/L, che può essere considerata trascurabile rispetto alla concentrazione di nitrato di argento. Quindi, possiamo assumere che tutta la quantità di cloruro di argento aggiunta alla soluzione si dissolva completamente.

Poiché l'equilibrio di solubilità del cloruro di argento è rappresentato dalla reazione di dissociazione sopra riportata, possiamo scrivere l'espressione della costante di equilibrio Ksp come:

Ksp = [Ag⁺][Cl⁻]

Poiché la solubilità del cloruro di argento è sconosciuta, chiamiamola x. Quindi, la concentrazione di Ag⁺ è anche x, mentre la concentrazione di Cl⁻ è 2x (poiché il cloruro di argento si dissocia in una proporzione 1:1 di ioni Ag⁺ e Cl⁻).

Sostituendo questi valori nell'equazione di Ksp, abbiamo:

Ksp = x * 2x = 2x^2

Sostituendo il valore di Ksp dato nel problema, abbiamo:

1.6 x 10^-10 = 2x^2

Da cui possiamo risolvere per x:

x = √(Ksp/2) = √(1.6 x 10^-10 / 2) ≈ 7.1 x 10^-6 mol/L

Quindi, la solubilità del cloruro di argento in una soluzione di nitrato di argento è di circa 7.1 x 10^-6 mol/L.

Per quanto riguarda l'influenza della temperatura sugli equilibri di solubilità, è importante notare che ci sono due tipi di equilibri di solubilità: quelli con ∆H°r > 0 e quelli con ∆H°r < 0.

Negli equilibri di solubilità con ∆H°r > 0 (come nel caso del cloruro di argento), un aumento della temperatura porta ad un aumento della solubilità del composto. Questo perché l'energia necessaria per rompere i legami tra le molecole o gli ioni del composto viene fornita dalla temperatura, aumentando la cinetica della reazione di dissoluzione.

Negli equilibri di solubilità con ∆H°r < 0, invece, un aumento della temperatura porta ad una diminuzione della solubilità del composto. Questo perché l'energia fornita dalla temperatura rende più difficile la formazione di nuovi legami tra le molecole o gli ioni del composto, diminuendo la cinetica della reazione di dissoluzione.

L'equazione che mette in relazione la variazione di energia libera ∆Gr in condizioni non standard