Calcolo concentrazione delle specie dopo la reazione

Esercizio sul calcolo della concentrazione delle specie dopo la reazione

A 30,0 mL di soluzione di una soluzione di KI 0,10 M vengono aggiunti 25,0 mL di una soluzione di AgNO₃ 0,10 M .

Si calcoli la concentrazione - espressa in moli/L - di tutte le specie dopo la reazione. Si sappia che per lo ioduro di argento AgI si ha che K_ps = 8,3 · 10^-17.

Svolgimento dell'esercizio

Mescolando tra loro la soluzione di KI e la soluzione di AgNO₃ avviene la seguente reazione chimica scritta in forma ionica:

Ag⁺ + I⁻ → AgI

Determiniamo le moli di AgNO₃ moltiplicando la molarità di AgNO₃ per il volume in litri della soluzione (25,0 mL = 0,025 L):

n_AgNO3 = M_AgNO3 · V_AgNO3 = 0,10 · 0,025 = 0,0025 mol

Essendo AgNO₃ completamente dissociato avremo che:

n_Ag+ = 0,0025 mol

n_NO3- = 0,0025 mol

Determiniamo le moli di KI moltiplicando la molarità di KI per il volume in litri della soluzione (30,0 mL = 0,030 L):

n_KI = M_KI · V_KI = 0,10 · 0,030 = 0,0030 mol

Essendo KI completamente dissociato avremo che:

n_K+ = 0,0030 mol

n_I- = 0,0030 mol

Ag⁺ e I⁻ reagiscono nel rapporto 1:1 quindi al termine della reazione Ag⁺ si è consumato completamente mentre rimangono in eccesso 0,0030 - 0,0025 = 0,0005 mol di I⁻.

Mentre rimarranno in soluzione non reagite:

n_NO3- = 0,0025 mol

n_K+ = 0,0030 mol

Calcoliamo la concentrazione in mol/L di queste due ultime specie:

[NO₃⁻] = n / V_tot = 0,0025 / 0,055 = 0,045 mol/L

[K⁺] = n / V_tot = 0,0030 / 0,055 = 0,055 mol/L

In cui 0,055 L è il volume totale della soluzione dopo la reazione (30,0 mL + 25,0 mL = 55,0 mL = 0,055 L).

Si è detto che le moli in eccesso di I⁻ sono 0,0005 mol. Determiniamo la concentrazione anche di questa ultima specie:

[I⁻] = n / V_tot = 0,0005 / 0,055 = 0,0091 mol/L

Rimane da calcolare la concentrazione della specie Ag⁺. La concentrazione della specie Ag⁺ in soluzione è dovuta al seguente equilibrio:

AgI ⇆ Ag⁺ + I⁻

per il quale: