Зміст
У хімії деякі іонні тверді речовини мають низьку розчинність у воді. Частина речовини розчиняється, і залишається грудка твердого матеріалу. Щоб точно обчислити, скільки розчиняється, ви використовуєте Kсп, константа продукту розчинності разом з експресією, отриманою з реакції рівноваги рівноваги для речовини.
Сформулюйте реакцію розчинності
Напишіть збалансоване рівняння реакції розчинності для речовини, яка вас цікавить. Це рівняння, яке описує, що відбувається, коли тверді та розчинені частини досягають рівноваги. Для прикладу, фторид свинцю, PbF2, розчиняється в іони свинцю та фтору в оборотній реакції:
PbF2 ⇌ Pb2+ + 2F-
Зауважте, що позитивні та негативні заряди повинні балансувати з обох сторін. Також зауважте, що хоча у свинцю є іонізація +2, фтор має -1. Щоб врівноважити заряди і врахувати кількість атомів для кожного елемента, ви помножите фтор на правій частині на коефіцієнт 2.
Складіть рівняння Ksp
Знайдіть постійну речовину розчинності для речовини, яка вас цікавить. У хімічних книгах та на веб-сайтах є таблиці іонних твердих речовин та їх відповідні постійні продукти розчинності. Щоб наслідувати приклад фториду свинцю, Ксп дорівнює 3,7 х 10-8. Ця цифра йде ліворуч від Kсп рівняння. З правого боку ви розбиваєте кожен іон у квадратні дужки. Зауважте, що багатоатомний іон отримає власні дужки, ви не розділяєте їх на окремі елементи. Для іонів з коефіцієнтами коефіцієнт стає потужністю, як у наступному виразі:
Ксп= 3,7 х 10-8 = 2
Замініть і вирішіть
Вищенаведений вираз порівнює константу продукту розчинності Ksp з двома розчиненими іонами, але ще не забезпечує концентрацію. Щоб знайти концентрацію, замініть X для кожного іона таким чином:
Ксп= 3,7 х 10-8 = (X) (X)2
Це трактує кожен іон як виразний, обидва мають молярність концентрації, а добуток цих молярностей дорівнює Kсп, постійна розчинність продукту. Однак другий іон (F) відрізняється. Він має коефіцієнт 2, що означає, що кожен іон фтору рахується окремо. Щоб врахувати це після підстановки на X, покладіть коефіцієнт всередині дужок:
Ксп= 3,7 х 10-8 = (X) (2X)2
Тепер вирішіть для X:
3,7 х 10-8 = (X) (4X2)
3,7 х 10-8 = 4X3
X = .0021 M
Це концентрація розчину в молях на літр.
Визначте розчинену суму
Щоб знайти кількість розчиненої речовини, помножте на літри води, а потім помножте на молярну масу. Наприклад, якщо ваша речовина розчиняється в 500 мл води, .0021 молей на літр рази .5 літрів дорівнює .00105 молей. З періодичної таблиці середня атомна маса свинцю становить 207,2, а фтору - 19,00. Оскільки молекула фториду свинцю має 2 атоми фтору, помножте її масу на 2, щоб отримати 38,00. Тоді загальна молярна маса фториду свинцю становить 245,20 грам на моль. Оскільки ваш розчин містить .0021 молей розчиненої речовини, .0021 молів разів 245,20 грама на моль дає .515 грам розчинених іонів свинцю та фтору.