Περιεχόμενο
- Δημιουργία αντίδρασης διαλυτότητας
- Δημιουργία εξίσωσης Ksp
- Αντικαταστήστε και λύστε
- Προσδιορίστε το ποσό που έχει διαλυθεί
Στη χημεία, μερικά ιονικά στερεά έχουν χαμηλή διαλυτότητα στο νερό. Κάποια από την ουσία διαλύεται και παραμένει ένα κομμάτι στερεού υλικού. Για να υπολογίσετε ακριβώς πόσο διαλύεται, χρησιμοποιείτε το Ksp, τη σταθερότητα του προϊόντος διαλυτότητας, μαζί με μια έκφραση που προέρχεται από την αντίδραση ισορροπίας διαλυτότητας για την ουσία.
Δημιουργία αντίδρασης διαλυτότητας
Γράψτε την εξισορροπημένη εξίσωση αντίδρασης διαλυτότητας για την ουσία που σας ενδιαφέρει. Αυτή είναι η εξίσωση που περιγράφει τι συμβαίνει όταν τα στερεά και τα διαλυμένα μέρη φθάνουν στην ισορροπία. Για να πάρετε ένα παράδειγμα, φθοριούχο μόλυβδο, PbF2, διαλύεται σε ιόντα μολύβδου και φθορίου σε αναστρέψιμη αντίδραση:
PbF2 ⇌ Pb2+ + 2F-
Σημειώστε ότι οι θετικές και οι αρνητικές χρεώσεις πρέπει να ισορροπούν και στις δύο πλευρές. Επίσης σημειώστε, αν και ο μόλυβδος έχει ιονισμό +2, το φθόριο έχει -1. Για να εξισορροπήσετε τις χρεώσεις και να υπολογίσετε τον αριθμό των ατόμων για κάθε στοιχείο, πολλαπλασιάζετε το φθόριο στη δεξιά πλευρά με το συντελεστή 2.
Δημιουργία εξίσωσης Ksp
Αναζητήστε το προϊόν διαλυτότητας σταθερό για την ουσία που σας ενδιαφέρει. Τα βιβλία και οι ιστοσελίδες χημείας έχουν πίνακες ιοντικών στερεών και τις αντίστοιχες σταθερές προϊόντων διαλυτότητας. Για να ακολουθήσετε το παράδειγμα του φθοριούχου μολύβδου, το Ksp είναι 3,7 χ 10-8. Αυτός ο αριθμός πηγαίνει στην αριστερή πλευρά του Ksp εξίσωση. Στη δεξιά πλευρά, βγάζετε κάθε ιόν σε αγκύλες. Σημειώστε ότι ένα πολυατομικό ιόν θα αποκτούσε τα δικά του σκέλη, δεν το χωρίζετε σε μεμονωμένα στοιχεία. Για τα ιόντα με συντελεστές, ο συντελεστής γίνεται δύναμη, όπως στην ακόλουθη έκφραση:
κsp= 3.7 χ 10-8 = 2
Αντικαταστήστε και λύστε
Η παραπάνω έκφραση ισοδυναμεί με το προϊόν διαλυτότητας σταθερό Ksp με τα δύο διαλελυμένα ιόντα αλλά δεν παρέχει ακόμα τη συγκέντρωση. Για να βρεθεί η συγκέντρωση, αντικαταστήστε το Χ για κάθε ιόν ως εξής:
κsp= 3.7 χ 10-8 = (Χ) (Χ)2
Αυτό αντιμετωπίζει κάθε ιόν ως διακεκριμένο, και τα δύο έχουν συγκέντρωση γραμμομοριακότητας, και το προϊόν αυτών των μοριακών μορίων είναι ίσο με Κsp, το σταθερό προϊόν διαλυτότητας. Ωστόσο, το δεύτερο ιόν (F) είναι διαφορετικό. Έχει συντελεστή 2, πράγμα που σημαίνει ότι κάθε ιόν φθορίου μετρά ξεχωριστά. Για να το υπολογίσουμε μετά την αντικατάσταση με το Χ, τοποθετήστε τον συντελεστή μέσα στην παρένθεση:
κsp= 3.7 χ 10-8 = (Χ) (2Χ)2
Τώρα λύστε το για το X:
3,7 χ 10-8 = (Χ) (4Χ2)
3,7 χ 10-8 = 4Χ3
Χ = .0021 Μ
Αυτή είναι η συγκέντρωση διαλύματος σε γραμμομόρια ανά λίτρο.
Προσδιορίστε το ποσό που έχει διαλυθεί
Για να βρεθεί η ποσότητα της διαλελυμένης ουσίας, πολλαπλασιάστε με λίτρα νερού, στη συνέχεια πολλαπλασιάστε με τη γραμμομοριακή μάζα. Για παράδειγμα, εάν η ουσία σας διαλύεται σε 500 mL νερό, .0021 moles ανά λίτρο φορές .5 λίτρα ισούται με .00105 moles. Από τον περιοδικό πίνακα, η μέση ατομική μάζα του μολύβδου είναι 207,2 και το φθόριο είναι 19,00. Δεδομένου ότι το μόριο φθοριούχου μόλυβδο έχει 2 άτομα φθορίου, πολλαπλασιάστε τη μάζα του κατά 2 για να πάρετε 38,00. Η συνολική γραμμομοριακή μάζα του φθοριούχου μολύβδου είναι στη συνέχεια 245,20 γραμμάρια ανά γραμμομόριο. Δεδομένου ότι το διάλυμα σας έχει 0,0021 γραμμομόρια διαλυμένης ουσίας, 0,0021 γραμμομόρια φορές 245,20 γραμμάρια ανά γραμμομόριο δίνει 515 γραμμάρια διαλυμένων ιόντων μολύβδου και φθορίου.