В химията някои йонни твърди вещества имат ниска разтворимост във вода. Част от веществото се разтваря и остава бучка твърд материал. За да изчислите колко точно се разтваря, използвате Ksp, константата на продукта на разтворимост, заедно с израз, получен от равновесната реакция на разтворимост за веществото.
Реакция на разтворимост на формулата
Напишете уравнението за реакция на балансирана разтворимост за веществото, което ви интересува. Това е уравнението, което описва какво се случва, когато твърдите и разтворените части достигнат равновесие. Да вземем пример, оловен флуорид, PbF2, се разтваря в оловни и флуоридни йони в обратима реакция:
\ text {PbF} _2 ⇌ \ text {Pb} ^ {2+} + 2 \ text {F} ^ -
Имайте предвид, че положителните и отрицателните такси трябва да балансират и от двете страни. Също така имайте предвид, че въпреки че оловото има +2 йонизация, флуоридът има -1. За да балансирате зарядите и да отчетете броя на атомите за всеки елемент, умножавате флуорида от дясната страна с коефициента 2.
Формулирайте Кsp Уравнение
Потърсете константата на продукта на разтворимост за веществото, което ви интересува. Книгите и уебсайтовете по химия имат таблици на йонни твърди вещества и съответстващите им константи на разтворимостта на продукта. За да последва примера на оловен флуорид, Ksp е 3,7 × 10 −8. Тази цифра отива от лявата страна на Ksp уравнение. От дясната страна разбивате всеки йон в квадратни скоби. Имайте предвид, че многоатомният йон би получил свои собствени скоби, не го разделяте на отделни елементи. За йоните с коефициенти коефициентът се превръща в степен, както е в следния израз:
\ text {K} _ \ text {sp} = 3.7 × 10 ^ {- 8} = [\ text {Pb} ^ {2 +}] [\ text {F} ^ -] ^ 2
Заместете и решете
Горният израз изравнява константата на разтворимостта на продукта Ksp с двата разтворени йона, но все още не осигурява концентрацията. За да намерите концентрацията, заменете X за всеки йон, както следва:
\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = (X) (X) ^ 2
Това третира всеки йон като различен, и двата имат концентрация на моларност и произведението на тези моларности е равно на Ksp, константата на продукта на разтворимост. Вторият йон (F) обаче е различен. Той има коефициент 2, което означава, че всеки флуориден йон се брои отделно. За да отчетете това след заместването с X, поставете коефициента в скобите:
\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = (X) (2X) ^ 2
Сега решете за X:
\ начало {подравнено} 3,7 × 10 ^ {- 8} & = (X) (4X ^ 2) \\ 3,7 × 10 ^ {- 8} & = 4X ^ 3 \\ X & = .0021 \ текст {M} \ end {подравнено}
Това е концентрацията на разтвора в молове на литър.
Определете разтворената сума
За да намерите количеството на разтвореното вещество, умножете по литри вода, след това умножете по моларната маса. Например, ако вашето вещество се разтвори в 500 ml вода, 0,0021 мола на литър × 0,5 литра = 0,00105 мола. От периодичната таблица средната атомна маса на оловото е 207,2, а флуорът е 19,00. Тъй като оловната флуоридна молекула има 2 атома флуор, умножете нейната маса по 2, за да получите 38,00. Тогава общата моларна маса на оловния флуорид е 245.20 грама на мол. Тъй като вашият разтвор има 0,0021 мола разтворено вещество, 0,0021 мола × 245,20 грама на мол = 0,515 грама разтворени оловни и флуоридни йони.