Físico-Química

Produto de Solubilidade (Kps)

O produto de solubilidade (ou constante de solubilidade) pode ser definido como o produto das concentrações dos íons de uma solução aquosa saturada de uma base ou um sal pouco solúvel. Em outras palavras, essa propriedade, representada por KPS, se aplica a compostos iônicos cuja solubilidade é tão baixa que sua solução saturada é extremamente diluída.

Vamos imaginar um sistema formado por uma solução aquosa de carbonato de cálcio (CaCO3), um sal sólido a temperatura ambiente, pouco solúvel em água. Ainda que esse sistema seja mantido em repouso, ou seja, sem agitação, sempre ocorrerão duas reações espontâneas:

1º. Reação direta – dissociação do sólido

CaCo3(s) Ca2+(aq)  + CO32-(aq)

2º. Reação inversa – precipitação do sólido

Ca2+(aq)  + CO32-(aq) CaCO3(s)

Inicialmente, a velocidade de dissolução (vd) desse sal é maior que a velocidade de precipitação (vp). Porém, no decorrer do processo, as velocidades tendem a se igualar, pois a velocidade de precipitação aumenta e a velocidade de dissolução diminui. No dado instante em que vd e vp se igualam, a solução se torna saturada e dizemos que o equilíbrio de dissolução foi atingido.

CaCo3(s)  Ca2+(aq)  + CO32-(aq)

Por se tratar de uma situação de equilíbrio (reação reversível), podemos definir a constante de equilíbrio para essa reação:

KPS = [Ca2+] [CO32-]

KPS = 3 . 10-9 mols/L

Assim, dizemos que o produto de solubilidade do carbonato de cálcio é 3. 10-9 mols/L.

O valor do produto de solubilidade de cada substância é constante sob uma determinada condição de temperatura. Veja na tabela abaixo os valores de KPS de algumas substâncias, a 25 °C:

Substância FórmulaProduto de solubilidade (mol/L)
Carbonato de cálcioCaCO33 . 10-9
Sulfato de bárioBaSO41 . 10-10
Hidróxido de cálcioCa(OH)24 . 10-6
Cloreto de chumbo IIPbCℓ22 . 10-5
Hidróxido de alumínioAl(OH)31 . 10-33
Sulfeto de bismutoBi2S31 . 10-97
Brometo de prataAgBr3 . 10-13
Sulfeto de mercúrio IIHgS3 . 10-53
Cloreto de prataAgCℓ1 . 10-10
Hidróxido de ferro IIIFe(OH)36 . 10-38

Em linhas gerais, quanto maior for o valor do produto de solubilidade, mais solúvel será a substância. Todavia, isso será válido apenas quando a proporção dos íons da solução for a mesma na dissociação da base ou do sal, e, claro, sob a mesma temperatura. Por exemplo:

KPS do BaSO4 (a 25 °C)

KPS = [Ba2+] [SO42-] = 1 . 10_10 mol/L

KPS do AgI (a 25 °C)

KPS = [Ag+] [I] = 1 . 10-16 mol/L

Nesse caso, podemos comparar os dois valores de KPS porque, em ambas as reações, a proporção da concentração de íons é a mesma em cada solução: na primeira, a proporção é de 2:2 e na segunda, 1:1. Dessa forma, dizemos que o sulfato de bário é mais solúvel que o iodeto de prata. Caso a proporção não fosse a mesma dentro de cada solução, não seria possível comparar os produtos de solubilidade para chegar aos mais solúvel.

Como já se pode deduzir, o produto de solubilidade de uma substância sempre se altera de acordo com a temperatura, sendo, aliás, o único fator capaz disso. Em reações endotérmicas, o aumento da temperatura provoca um aumento do valor do KPS. Já nas reações exotérmicas, o valor do KPS diminui à medida que a temperatura aumenta.

Referências bibliográficas

FELTRE, Ricardo. Química volume 2. São Paulo: Moderna, 2005.

USBERCO, João, SALVADOR, Edgard. Química volume único. São Paulo: Saraiva, 2002.

Veja também: