Când o moleculă ionică, precum sarea de masă, se dizolvă în apă, se separă în anioni și cationi. Anionii sunt atomi sau molecule care sunt încărcate negativ, deoarece au unul dintre mai mulți electroni în plus. Cationii sunt atomi sau molecule care sunt încărcate pozitiv, deoarece lipsesc unul sau mai mulți electroni. Calcularea concentrației unui ion care rezultă când o moleculă ionică se dizolvă în apă nu este un lucru dificil de făcut atât timp cât cunoașteți constanta de solubilitate a moleculelor și concentrația ionului încărcat opus.
Luați în considerare molecula ionică studiată și determinați cum se dizolvă în apă - care sunt cationii și anionii rezultați. De exemplu, fluorura de plumb (II), PbFl2, produce cationi de plumb și anioni de fluor. În general, formulele moleculare ale moleculelor ionice sunt scrise mai întâi cu cationul.
Caută constanta produsului de solubilitate a moleculei tale. Constanta produsului de solubilitate este o reflectare a cât de bine se dizolvă molecula ionică într-o soluție 1 Molar (M). A doua verigă din secțiunea Referințe de mai jos conține constantele de solubilitate pentru multe molecule ionice. De acolo, vedem că constanta de solubilitate pentru fluorura de plumb (II) este 1,1 x 10 ^ -7.
Scrieți ecuația generală pentru constanta produsului de solubilitate, apoi completați detaliile pentru molecula pe care o studiați. Constanta produsului de solubilitate pentru o moleculă ionică generică AyBz este:
Constanta de solubilitate = (Concentrația lui A) ^ y x (Concentrația lui B) ^ z
Dacă adăugăm o molă de PbFl2 la suficientă apă pentru a ne oferi o concentrație totală de PbFl2 de 1 Molar (M), ecuația noastră va arăta astfel:
1,1 x 10 ^ -7 = (Concentrația cationului Pb) ^ 1 x (Concentrația de fl anion) ^ 2))
Aflați concentrația fie a cationului, fie a anionului de rezolvat pentru celălalt. Nu puteți calcula concentrația unui ion fără să-l cunoașteți pe celălalt. Problemele din cărțile de chimie vor da întotdeauna una; în laborator ar trebui să măsurați concentrația unuia dintre ioni folosind titrare. În exemplul nostru, imaginați-vă că concentrația anionului de fluor în soluție a fost de 3,0 x 10 ^ -3 M.
Rezolvarea ecuației constante de solubilitate pentru concentrația de cation Pb ne oferă:
Concentrația de cation Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / Concentrația de fl anion
Conectarea la concentrația cunoscută a anionului Fl produce.
Concentrația cationului Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / 1,0 x 10-3 = 1,1 x 10 ^ -10 M
Concentrația cationului de plumb într-o soluție de PbFl2 cu o concentrație de anion de fluor de 1,0 x 10 ^ -3 M este 1,1 x 10 ^ -10 M.