En química , el efecto del ion común se refiere a la disminución de la solubilidad de un precipitado iónico mediante la adición a la solución de un compuesto soluble con un ion en común con el precipitado. [1] Este comportamiento es consecuencia del principio de Le Chatelier para la reacción de equilibrio de la asociación / disociación iónica . El efecto se ve comúnmente como un efecto sobre la solubilidad de las sales y otros electrolitos débiles . La adición de una cantidad adicional de uno de los iones de la sal generalmente conduce a una mayor precipitación de la sal, lo que reduce la concentración de ambos iones de la sal hasta que se alcanza el equilibrio de solubilidad . El efecto se basa en el hecho de que tanto la sal original como el otro químico añadido tienen un ion en común.
El sulfuro de hidrógeno (H 2 S) es un electrolito débil . Está parcialmente ionizado en solución acuosa , por lo tanto existe un equilibrio entre las moléculas no ionizadas y los iones constituyentes en un medio acuoso de la siguiente manera:
Aplicando la ley de acción de masas, tenemos
El ácido clorhídrico (HCl) es un electrolito fuerte que se ioniza casi por completo en forma
Si se agrega HCl a la solución de H 2 S, H + es un ion común y crea un efecto de ion común. Debido al aumento en la concentración de iones H + debido al HCl agregado, el equilibrio de la disociación del H 2 S se desplaza hacia la izquierda y mantiene constante el valor de K. Así, la disociación del H 2 S disminuye, la concentración de H 2 S no ionizado aumenta y, como resultado, la concentración de iones sulfuro disminuye.
El yodato de bario, Ba(IO 3 ) 2 , tiene un producto de solubilidad K sp = [Ba 2+ ][IO 3 − ] 2 = 1,57 x 10 −9 . Su solubilidad en agua pura es 7,32 x 10 −4 M. Sin embargo, en una solución de 0,0200 M en nitrato de bario, Ba(NO 3 ) 2 , el aumento del ion común bario conduce a una disminución de la concentración del ion yodato. Por tanto, la solubilidad se reduce a 1,40 x 10 −4 M, unas cinco veces menor. [1]
Un ejemplo práctico muy utilizado en zonas que extraen agua potable de acuíferos de tiza o piedra caliza es la adición de carbonato de sodio al agua bruta para reducir su dureza . En el proceso de tratamiento del agua , se agrega sal de carbonato de sodio altamente soluble para precipitar el carbonato de calcio escasamente soluble . El precipitado de carbonato de calcio muy puro y finamente dividido que se genera es un subproducto valioso que se utiliza en la fabricación de pasta de dientes .
El proceso de sal utilizado en la fabricación de jabones se beneficia del efecto del ion común. Los jabones son sales sódicas de ácidos grasos . La adición de cloruro de sodio reduce la solubilidad de las sales de jabón. Los jabones precipitan debido a una combinación del efecto del ion común y una mayor fuerza iónica .
Las aguas de mar, salobres y otras que contienen cantidades apreciables de iones de sodio (Na + ) interfieren con el comportamiento normal del jabón debido al efecto de los iones comunes. En presencia de exceso de Na + , la solubilidad de las sales de jabón se reduce, haciendo que el jabón sea menos eficaz.
Una solución tampón contiene un ácido y su base conjugada o una base y su ácido conjugado. [2] La adición del ion conjugado dará como resultado un cambio de pH de la solución tampón. Por ejemplo, si tanto el acetato de sodio como el ácido acético se disuelven en la misma solución, ambos se disocian y se ionizan para producir iones acetato . El acetato de sodio es un electrolito fuerte , por lo que se disocia completamente en solución. El ácido acético es un ácido débil , por lo que sólo se ioniza ligeramente. Según el principio de Le Chatelier , la adición de iones acetato a partir de acetato de sodio suprimirá la ionización del ácido acético y desplazará su equilibrio hacia la izquierda. Por tanto, el porcentaje de disociación del ácido acético disminuirá y el pH de la solución aumentará. La ionización de un ácido o una base está limitada por la presencia de su base o ácido conjugado.
Esto disminuirá la concentración de hidronio y, por lo tanto, la solución de iones comunes será menos ácida que una solución que contenga solo ácido acético.
Muchos compuestos de metales de transición violan esta regla debido a la formación de iones complejos, un escenario que no forma parte de los equilibrios involucrados en la precipitación simple de sales de una solución iónica. Por ejemplo, el cloruro de cobre (I) es insoluble en agua, pero se disuelve cuando se agregan iones cloruro, como cuando se agrega ácido clorhídrico . Esto se debe a la formación de iones complejos CuCl 2 − solubles .
En ocasiones, añadir un ion distinto de los que forman parte de la propia sal precipitada puede aumentar la solubilidad de la sal. Esta " salación " se denomina "efecto de iones poco comunes" (también "efecto de sal" o "efecto de iones diversos"). Ocurre porque a medida que aumenta la concentración total de iones, la atracción entre iones dentro de la solución puede convertirse en un factor importante. [3] Este equilibrio alternativo hace que los iones estén menos disponibles para la reacción de precipitación. Esto también se llama efecto de iones impares.
![{\displaystyle K_{{\ce {a}}}={\frac {[{\text{H}}^{+}][{\text{HS}}^{-}]}{[{\text {H}}_{2}{\text{S}}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/320c66dc326a52198b03fe0d49d285716ec80a33)