Conţinut
- Formulați reacția de solubilitate
- Formulați ecuația Ksp
- Înlocuiește și rezolvă
- Determinați cantitatea dizolvată
În chimie, unele solide ionice au o solubilitate scăzută în apă. O parte din substanță se dizolvă și rămâne o grămadă de material solid. Pentru a calcula exact cât de mult se dizolvă, utilizați Ksp, constanta produsului de solubilitate, împreună cu o expresie derivată din reacția de echilibru a solubilității pentru substanță.
Formulați reacția de solubilitate
Scrieți ecuația reacției de solubilitate echilibrată pentru substanța de care sunteți interesat. Aceasta este ecuația care descrie ce se întâmplă când părțile solide și dizolvate ating echilibrul. Pentru a lua un exemplu, fluorură de plumb, PbF2, se dizolvă în ioni de plumb și fluorură într-o reacție reversibilă:
PBF2 ⇌ Pb2+ + 2F-
Rețineți că sarcinile pozitive și cele negative trebuie să fie echilibrate de ambele părți. De remarcat, deși plumbul are o ionizare +2, fluorul are -1. Pentru a echilibra tarifele și a contabiliza numărul de atomi pentru fiecare element, înmulțiți fluorura din partea dreaptă cu coeficientul 2.
Formulați ecuația Ksp
Căutați constanta produsului de solubilitate pentru substanța de care sunteți interesat. Cărțile și site-urile de chimie au tabele de solide ionice și constante ale produsului lor de solubilitate. Pentru a urma exemplul de fluorură de plumb, Ksp este 3,7 x 10-8. Această cifră merge pe partea stângă a Ksp ecuaţie. În partea dreaptă, spargeți fiecare ion între paranteze pătrate. Rețineți că un ion poliatomic ar avea propriile sale paranteze, nu îl separați în elemente individuale. Pentru ionii cu coeficienți, coeficientul devine o putere, ca în următoarea expresie:
Ksp= 3,7 x 10-8 = 2
Înlocuiește și rezolvă
Expresia de mai sus echivalează Ksp constantă a produsului de solubilitate cu cei doi ioni dizolvați, dar nu oferă încă concentrația. Pentru a găsi concentrația, înlocuiți X pentru fiecare ion, după cum urmează:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (X)2
Aceasta tratează fiecare ion ca fiind distinct, ambele având o molaritate în concentrație, iar produsul acestor molarități este egal cu Ksp, constanta produsului de solubilitate. Cu toate acestea, cel de-al doilea ion (F) este diferit. Are un coeficient de 2, ceea ce înseamnă că fiecare ion de fluor contează separat. Pentru a ține cont de acest lucru după înlocuirea cu X, puneți coeficientul în paranteză:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (2X)2
Acum rezolvați pentru X:
3,7 x 10-8 = (X) (4X)2)
3,7 x 10-8 = 4X3
X = .0021 M
Aceasta este concentrația soluției în alunițe pe litru.
Determinați cantitatea dizolvată
Pentru a găsi cantitatea de substanță dizolvată, înmulțiți cu litri de apă, apoi multiplicați cu masa molară. De exemplu, dacă substanța dvs. s-a dizolvat în 500 ml apă, 0,0021 moli pe litru de ori .5 litri este egală cu 0,00105 moli. Din tabelul periodic, masa atomică medie a plumbului este de 207,2, iar fluorul este de 19,00. Deoarece molecula de fluor de plumb are 2 atomi de fluor, înmulțiți masa cu 2 pentru a obține 38,00. Masa molară totală de fluorură de plumb este apoi de 245,20 grame pe mol. Deoarece soluția dvs. are 0,0021 moli de substanță dizolvată, 0,0021 moli ori de 245,20 grame pe aluniți .515 grame de ioni de plumb și fluor dizolvați.