El Efecto de la Fuerza Iónica en la Solubilidad de un Electrolito

La teoría de la actividad frente a la concentración es importante en la industria, el medio ambiente y la bioquímica. El aumento en la solubilidad de un electrolito en una solución de un segundo electrolito sin iones comunes en comparación con agua pura no es un concepto fácil de entender porque parece contradecir la intuición. El experimento simple descrito aquí ilustra este principio de manera visual y dramática. Los estudiantes intentan disolver CaSO4•2H2O (yeso) en agua pura y en una solución de 0.25 M NaCl. El yeso se disuelve casi completamente en la solución de cloruro de sodio, pero no en agua pura. Los estudiantes luego miden las concentraciones de calcio en alícuotas filtradas de ambas soluciones para cuantificar la diferencia de solubilidad que observaron. Los estudiantes calculan los coeficientes de actividad medios utilizando sus concentraciones medidas y también a partir de la Ecuación de Davies, una extensión de la teoría de Debye–Hückel. El principio básico es que hay interacciones iónicas entre los iones del soluto y los iones del disolvente, que permiten una mayor disolución porque solo los iones libres entran en la expresión para la constante del producto de solubilidad en equilibrio. Desde un punto de vista matemático simple, en soluciones de mayor fuerza iónica, los coeficientes de actividad para el calcio y el sulfato se hacen más pequeños, y por lo tanto, las concentraciones deben ser mayores para mantener un producto de solubilidad constante en equilibrio.