Коли іонна молекула, як і кухонна сіль, розчиняється у воді, вона поділяється на аніони та катіони. Аніони - це атоми або молекули, які заряджаються негативно, оскільки вони мають один із більше зайвих електронів. Катіони - це атоми або молекули, які позитивно заряджені, оскільки їм не вистачає одного або декількох електронів. Розрахувати концентрацію іона, що призводить до того, що іонна молекула розчиняється у воді, не складно зробити, якщо ви знаєте постійну розчинність молекул та концентрацію протилежного зарядженого іона.
Розгляньте молекулу йонів, яку ви вивчаєте, і визначте, як вона розчиняється у воді - які є отримані катіони та аніони. Наприклад, фторид свинцю (II), PbFl2, дає катіони свинцю та аніони фтору. Як правило, молекулярні формули іонних молекул записуються спочатку катіоном.
Подивіться на константу продукту розчинності вашої молекули. Константа продукту розчинності - це відображення того, наскільки ретельно розчиняється іонна молекула в розчині 1 моляр (М). Друге посилання в розділі "Посилання" нижче містить константи розчинності для багатьох іонних молекул. Звідси ми бачимо, що константа розчинності для фториду свинцю (II) становить 1,1 х 10 ^ -7.
Напишіть загальне рівняння для константи розчинення продукту, а потім заповніть деталі молекули, яку ви вивчаєте. Константа продукту розчинності для загальної іонної молекули AyBz становить:
Константа розчинності = (Концентрація A) ^ y x (Концентрація B) ^ z
Якщо ми додамо один моль PbFl2 до достатньої кількості води, щоб отримати загальну концентрацію PbFl2 в 1 моляр (М), наше рівняння буде виглядати так:
1,1 x 10 ^ -7 = (Концентрація катіона Pb) ^ 1 x (Концентрація Fl аніона) ^ 2))
Вивчіть концентрацію або катіона, або аніона, щоб вирішити для іншого. Ви не можете розрахувати концентрацію одного іона, не знаючи іншого. Проблеми в книгах з хімії завжди матимуть одну; в лабораторії вам доведеться вимірювати концентрацію одного з іонів за допомогою титрування. У нашому прикладі уявіть, що концентрація аніона фтору в розчині становила 3,0 х 10 ^ -3 М.
Вирішення рівняння постійної розчинності для концентрації катіона Pb дає нам:
Концентрація катіона Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / Концентрація Fl аніона
Підключення відомої концентрації аніона Fl дає вихід.
Концентрація катіона Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / 1,0 x 10-3 = 1,1 x 10 ^ -10 М
Концентрація катіону свинцю в розчині PbFl2 з концентрацією аніону фтору 1,0 х 10 ^ -3 М становить 1,1 х 10 ^ -10 М.