Ejercicio B.4 · Química PAU Madrid Ordinaria 2024

Tema: Equilibrio químico · Del examen Ordinaria (2024)

Enunciado

B.4 Una muestra que está contaminada con 8,3×10−4 mg⋅L−18,3\times 10^{-4}\text{ mg}\cdot\text{L}^{-1} de Cd2+\text{Cd}^{2+}, se hace reaccionar con un hidróxido para eliminar parte del Cd2+\text{Cd}^{2+}, precipitándolo en forma de hidróxido de cadmio.

Datos:

Ks (hidroˊxido de cadmio)=1,2×10−14K_s\text{ (hidróxido de cadmio)} = 1,2\times 10^{-14}; Masa atómica (u): Cd=112,4\text{Cd} = 112,4.

a)

[0,75 puntos] Formule el equilibrio de solubilidad del hidróxido de cadmio en agua, detallando el estado de agregación de cada especie. Escriba la expresión de la KsK_s.

b)

[0,75 puntos] Calcule el pH\text{pH} mínimo necesario para que se inicie la precipitación del hidróxido.

c)

[0,5 puntos] Tras la precipitación de cierta cantidad de hidróxido de cadmio, se añade cloruro de cadmio a la disolución. Razone qué efecto tiene lugar y cómo afecta a la solubilidad del hidróxido.

Enunciado: Ejercicio B.4 · Química PAU Madrid Ordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Formule el equilibrio de solubilidad del hidróxido de cadmio en agua, detallando el estado de agregación de cada especie

Solución: Cd(OH)2 (s)⇌Cd2+ (ac)+2 OH− (ac)\text{Cd(OH)}_2\ (\text{s}) \rightleftharpoons \text{Cd}^{2+}\ (\text{ac}) + 2\ \text{OH}^-\ (\text{ac})

a) Escriba la expresión de la Ks

Solución: Ks=[Cd2+][OH−]2K_s = [\text{Cd}^{2+}][\text{OH}^-]^2

b) Calcule el pH mínimo necesario para que se inicie la precipitación del hidróxido

Solución: 11,111{,}1

c) Razone qué efecto tiene lugar y cómo afecta a la solubilidad del hidróxido tras añadir cloruro de cadmio

Solución: El cloruro de cadmio añadido a la disolución se disocia totalmente en sus iones, aportando así más Cd2+ a la disolución, por lo que se produce efecto del ion común (Cd2+). La solubilidad del hidróxido disminuye ya que, según el Principio de Le Châtelier, al aumentar la concentración de productos, el equilibrio se desplazará hacia la formación de reactivos, aumentando la cantidad de hidróxido precipitado.

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