¿Por qué es el orden de solubilidad de los sulfatos en el agua del grupo Be Be> Mg> Ca> Sr> Ba?

Answer 1

El tamaño del átomo de metal es el factor principal, como la otra respuesta ha mencionado. Esto conduce a una mayor energía de solvatación (por magnitud) para cationes más pequeños.

Sin embargo, también debemos considerar la energía de la red para el análisis completo. Si tenemos un catión con radio [math] r _ + [/ math] y un anión con radio [math] r _- [/ math], la energía de la red se escalará como [math] \ frac {1} {r _ ++ r_ -} [/ math] (suma de los radios) ya que es la distancia entre los dos centros de carga (asumiendo que los iones son esferas de carga duras).

Sin embargo, en solvente, los iones están libres, y la energía de solvatación se escala como [math] \ frac {1} {r _ +} + \ frac {1} {r _-} [/ math], ya que cada ión está solvatado de forma independiente. Obviamente, el anión sulfato no parece esférico, pero podemos aproximarnos crudamente como uno solo. Sin embargo, es un anión bastante grande, y también tiene una gran [math] r _- [/ math]. Por lo tanto, la energía del enrejado se escala efectivamente como [math] \ frac {1} {r _ ++ r_-} \ approx \ frac {1} {r _-} – \ frac {r _ +} {r _- ^ 2} [/ math ], mientras que la energía de solvatación va como [math] \ frac {1} {r _ +} [/ math] desde [math] r_- \ ggg r _ + [/ math]. Por lo tanto, a medida que disminuimos el radio del catión, obtenemos mayores energías de solvatación, mientras que la energía de la red no aumenta tanto. Así, la solubilidad va como Be> Mg> Ca> Sr> Ba.

Este es un modelo cualitativo bastante crudo, y se deben tomar en cuenta muchos otros factores (diferentes estructuras cristalinas de sales, covalencia, entropía, etc.), pero en general, la tendencia de la solubilidad cualitativa puede explicarse por una mayor energía de solvatación catiónica. .

Answer 2

Como el ion sulfato tiene un tamaño mucho mayor, el aumento relativo del tamaño de Be a Ba no importa y los compuestos tienen más o menos la misma entalpía de red. Pero la entalpía de hidratación disminuye constantemente de Be a Ba .. Esta solubilidad disminuye.

El mismo argumento es válido para los fosfatos del grupo también.