Πώς να υπολογίσετε τη μοριακή διαλυτότητα από το KSP;

Περιεχόμενο

• Πώς είναι το Ksp και η διαλυτότητα;
• Διαδικασία μετατροπής από Ksp σε διαλυτότητα
• Υπολογισμοί δείγματος

Ορισμένες διαλυμένες ουσίες διαλύονται πιο εύκολα από άλλες σε ένα διαλύτη όπως το νερό και οι χημικοί έχουν ορίσει μια ποσότητα που ονομάζεται προϊόν διαλυτότητας (K_sp) για να ποσοτικοποιηθεί αυτό. Είναι το προϊόν των συγκεντρώσεων των ιόντων σε διάλυμα όταν το διάλυμα έχει φθάσει σε ισορροπία και δεν διαλύεται πλέον το στερεό. Αν και το K_sp δεν είναι το ίδιο με την διαλυτότητα του διαλυόμενου στερεού, των σχετικών του και μπορείτε εύκολα να αντλήσετε διαλυτότητα από το Κ_sp. Για να γίνει αυτό, πρέπει να γνωρίζετε την εξίσωση διάστασης για το στερεό, το οποίο σας λέει πόσα ιόντα παράγει το στερεό όταν διαλύεται.

Πώς είναι το Ksp και η διαλυτότητα;

Οι ιονικές ενώσεις είναι αυτές που διαλύονται στο νερό. Διαλύονται σε θετικά και αρνητικά ιόντα και η διαλυτότητα του αρχικού στερεού είναι η ποσότητα του στερεού που θα διαλυθεί. Η έκφρασή του εκφράζεται σε γραμμομόρια ανά λίτρο ή γραμμομοριακό.

Το προϊόν διαλυτότητας Κ_sp , από την άλλη πλευρά, είναι μια αναλογία των προϊόντων των συγκεντρώσεων των ιόντων προς εκείνα του αρχικού στερεού όταν το διάλυμα φθάσει σε ισορροπία. Εάν ένα στερεό ΑΒ χωρίζεται σε Α⁺ και Β^- ιόντα σε διάλυμα, η εξίσωση είναι ΑΒ <=> Α⁺ + Β^- και το προϊόν διαλυτότητας είναι Ksp = / {ΑΒ]. Το αδιάλυτο στερεό ΑΒ παίρνει μια συγκέντρωση 1, έτσι ώστε η εξίσωση για το προϊόν διαλυτότητας γίνεται Κ_sp =

Γενικά, το προϊόν διαλυτότητας για μια ένωση Α_Χσι_y που διαλύεται σύμφωνα με την εξίσωση Α_Χσι_y <=> xA⁺ + yB^- είναι Κ_sp = ^Χy

Επομένως είναι σημαντικό να γνωρίζετε την εξίσωση διάστασης πριν να μπορέσετε να υπολογίσετε το K_sp. Το προϊόν διαλυτότητας δεν έχει οποιεσδήποτε μονάδες που συνδέονται με αυτό, αλλά όταν μετατρέπεται σε διαλυτότητα, χρησιμοποιείτε μονάδες γραμμομοριακότητας.

Διαδικασία μετατροπής από Ksp σε διαλυτότητα

Όταν έχετε το προϊόν διαλυτότητας για μια ιοντική ένωση. μπορείτε να υπολογίσετε τη διαλυτότητα της ένωσης αρκεί να γνωρίζετε την εξίσωση διάστασης. Η γενική διαδικασία είναι η ακόλουθη:

Για τη γενική εξίσωση Α_Μσι_n <=> mA⁺ + nB^-, η έκφραση για το Ksp είναι

κ_sp = ^Μn

Αφήστε το ποσό της διαλυμένης ουσίας που διαλύεται να είναι x. Κάθε γραμμομόριο διαλυτής ουσίας διαλύεται στον αριθμό των ιόντων συστατικών που υποδεικνύονται από τους δείκτες στον χημικό τύπο. Αυτό βάζει έναν συντελεστή μπροστά από το x και αυξάνει το x πολλαπλασιασμένο με αυτόν τον συντελεστή στην ίδια ισχύ. Η εξίσωση για το K_sp γίνεται:




κ_sp = (nx)ⁿ • (mx)^Μ

Η μεταβλητή x σας λέει πόσα σωματίδια διαλύτης διαλύονται, η οποία είναι η διαλυτότητα του.

Υπολογισμοί δείγματος

1. Το θειικό βάριο έχει ένα προϊόν διαλυτότητας (Κ_sp) 1,07 χ 10^-10. Ποια είναι η διαλυτότητά του;

Η εξίσωση διάστασης για το θειικό βάριο είναι BaSO₄(ες) <=> Ba²⁺ + SO₄^2-

κ_sp =

Ένα γραμμάριο διαλύματος παράγει ένα γραμμομόριο ιόντων βάριου και ένα γραμμομόριο θειικών ιόντων. Αφήνοντας τη συγκέντρωση θειικού βαρίου που διαλύεται να είναι x, παίρνετε: K_sp = x², έτσι x = τετραγωνική ρίζα (K_sp).

Διαλυτότητα = τετραγωνική ρίζα (1,07 x 10-¹⁰) = 1,03 χ 10^-5 Μ

1. Το Ksp του υδροξειδίου κασσιτέρου είναι 5,45 χ 10^-27. Ποια είναι η διαλυτότητά του;

Η εξίσωση διάστασης είναι: Sn (ΟΗ)₂(ες) <=> Sn²⁺ + 2ΟΗ

κ_sp είναι ²

Αντιστοίχηση της γραμμομοριακής διαλυτότητας της Sn (ΟΗ)₂ η μεταβλητή x, μπορείτε να δείτε ότι = x και = 2x. Με άλλα λόγια, κάθε γραμμομόριο διαλυτής ουσίας παράγει δύο γραμμομόρια OH^- ιόντα για κάθε γραμμομόριο Sn²⁺ ιόντα. Η εξίσωση για το Ksp γίνεται:

κ_sp = 5.45 χ 10^-27 = (χ) (2χ)² = 4χ³

Λύστε για x για να βρείτε τη διαλυτότητα να είναι 1,11 x 10¯⁹ Μ.