Zawartość
W chemii niektóre jonowe ciała stałe mają niską rozpuszczalność w wodzie. Część substancji rozpuszcza się i pozostaje bryła stałego materiału. Aby dokładnie obliczyć, ile rozpuszcza się, używasz Ksp. z oo, stała produktu rozpuszczalności wraz z wyrażeniem pochodzącym z reakcji równowagi rozpuszczalności dla substancji.
Sformułować reakcję rozpuszczalności
Napisz zrównoważone równanie reakcji rozpuszczalności dla interesującej Cię substancji. Jest to równanie opisujące, co dzieje się, gdy ciało stałe i rozpuszczone części osiągną równowagę. Na przykład fluorek ołowiu, PbF2, rozpuszcza się w jony ołowiu i fluoru w reakcji odwracalnej:
PbF2 ⇌ Pb2+ + 2 F.-
Pamiętaj, że ładunki dodatnie i ujemne muszą się równoważyć po obu stronach. Zauważ też, że chociaż ołów ma jonizację +2, fluor ma -1. Aby zrównoważyć ładunki i uwzględnić liczbę atomów dla każdego pierwiastka, należy pomnożyć fluor po prawej stronie przez współczynnik 2.
Sformułuj równanie Ksp
Odszukaj stałą produktu rozpuszczalności dla interesującej Cię substancji. Książki i witryny chemiczne zawierają tabele z jonowymi ciałami stałymi i odpowiadającymi im stałymi produktami rozpuszczalności. Idąc za przykładem fluorku ołowiu, Ksp. z oo wynosi 3,7 x 10-8. Ta liczba znajduje się po lewej stronie litery Ksp. z oo równanie. Po prawej stronie wyłamujesz każdy jon w nawiasach kwadratowych. Pamiętaj, że jon wieloatomowy uzyskałby własne nawiasy, nie dzielisz go na poszczególne elementy. Dla jonów o współczynnikach współczynnik staje się potęgą, jak w następującym wyrażeniu:
K.sp. z oo= 3,7 x 10-8 = 2
Zastąp i rozwiąż
Powyższe wyrażenie zrównuje stałą iloczynu rozpuszczalności Ksp z dwoma rozpuszczonymi jonami, ale nie zapewnia jeszcze stężenia. Aby znaleźć stężenie, podstaw X dla każdego jonu w następujący sposób:
K.sp. z oo= 3,7 x 10-8 = (X) (X)2
To traktuje każdy jon jako odrębny, z których oba mają molarność stężenia, a iloczyn tych molowości wynosi Ksp. z oo, stała produktu rozpuszczalności. Jednak drugi jon (F) jest inny. Ma współczynnik 2, co oznacza, że każdy jon fluoru liczy się osobno. Aby to uwzględnić po podstawieniu przez X, umieść współczynnik w nawiasie:
K.sp. z oo= 3,7 x 10-8 = (X) (2X)2
Teraz rozwiąż dla X:
3,7 x 10-8 = (X) (4X2)
3,7 x 10-8 = 4X3
X = 0,0021 M.
Jest to stężenie roztworu w molach na litr.
Określ kwotę rozpuszczoną
Aby znaleźć ilość rozpuszczonej substancji, pomnóż ją przez litry wody, a następnie pomnóż przez masę molową. Na przykład, jeśli substancja rozpuszcza się w 500 ml wody, 0,0021 mola na litr razy. 5 litrów to 0,00105 mola. Z układu okresowego średnia masa atomowa ołowiu wynosi 207,2, a fluoru 19,00. Ponieważ cząsteczka fluorku ołowiu ma 2 atomy fluoru, pomnóż jej masę przez 2, aby uzyskać 38,00. Całkowita masa molowa fluorku ołowiu wynosi wtedy 245,20 gramów na mol. Ponieważ twoje rozwiązanie zawiera 0,0021 mola rozpuszczonej substancji, 0,0021 mola razy 245,20 gramów na mol daje 0,515 gramów rozpuszczonego jonu ołowiu i fluoru.