Reazioni chimiche I: Equazioni ioniche nette

4.2 Solubilità dei composti di rame

Soggetti: Reazioni chimiche, solubilità Ksp, equazioni ioniche nette

Descrizione: Questa reazione dimostra la differenza di solubilità del cloruro di rame in acqua, e poi con l’aggiunta di idrossido di sodio.

Materiali:

• Cloruro(i) di rame, CuCl2‡
• 1 becher da 100 mL
• 1 becher da 400 mL
• bicchiere da orologio
• spatola
• piastra per mescolare*
• stir bar
• 1M NaOH‡
• bottiglia per lavare con acqua

*Uso condiviso. Questo articolo si trova nel cassetto superiore di fronte agli armadietti dei prodotti chimici. Ci sono anche delle piastre di agitazione più grandi sul piano del banco.

‡ Il cloruro di rame si trova negli armadietti chimici generali. L’idrossido di sodio si trova nell’armadio sotto la cappa.

Procedura:

1. Aggiungi un po’ d’acqua nel becher da 300 mL e mettilo su una piastra con una barra di agitazione.
2. Posizionare un po’ di cloruro di rame su un vetro d’orologio.
3. Aggiungi abbastanza acqua per sciogliere il solido.
4. Trasferite la soluzione nel becher di acqua su una piastra di agitazione. Mescolare con una barra di agitazione.
5. Aggiungi NaOH per ottenere un precipitato di idrossido di rame.

Discussione:

Il cloruro di rame è solubile in acqua. Si dissocia come segue:

CuCl2(s) → Cu2+(aq) + 2Cl-(aq)

L’aggiunta di idrossido di sodio produce un precipitato di idrossido di rame.

CuCl2(aq) + 2NaOH (aq) → Cu(OH)2(s) + 2NaCl(aq)

Equazione ionica netta:

Cu2+ (aq) + 2OH-(aq) → Cu(OH)2(s)

In base alle regole di solubilità l’idrossido di rame non è solubile in acqua mentre il cloruro di rame sì.

La costante del prodotto di solubilità (Ksp) è una costante di equilibrio che mette in relazione i prodotti di ionizzazione di una sostanza disciolta e ci permette di capire perché l’idrossido di rame è apparentemente insolubile in acqua. Ksp è determinata sperimentalmente misurando le concentrazioni degli ioni in soluzione. L’idrossido di rame si dissolve una piccola quantità in acqua pura e si stabilisce un equilibrio. L’equazione per l’equilibrio dell’idrossido di rame in acqua è data qui sotto:

Cu(OH)2(s) ⇔ Cu2+(aq) + 2OH-(aq)

La costante del prodotto di solubilità, che è il prodotto delle concentrazioni degli ioni, ed è stata determinata sperimentalmente, è data qui sotto:

Ksp = 2 = 2,2 x 10-20

Ksp è molto piccola e significa che l’idrossido di rame si dissocia molto poco in acqua, mentre la maggior parte rimane un solido.

Sicurezza: Il cloruro di rame è corrosivo. L’idrossido di sodio è estremamente corrosivo e può causare gravi ustioni. Indossare un’attrezzatura protettiva adeguata, compresi guanti e occhiali di protezione.

Smaltimento: L’idrossido di rame in soluzione può essere conservato per la demo 4.10 Pulizia dell’idrossido. Per smaltire, aggiungere un po’ di acido cloridrico per sciogliere l’idrossido e smaltire nell’apposito contenitore per rifiuti acquosi.