Jak vypočítat molární rozpustnost z KSP?

Když se slabě rozpustná iontová sloučenina umístí do vody, existuje rovnováha mezi pevným stavem a vodnými ionty. To je zjištěno rovnovážnou konstantou pro reakci.

Podívejte se na reakci, která nastává, když se chlorid stříbrný rozpouští ve vodě:

Když je roztok nasycen, dochází k rozpouštění AgCl a tvorbě pevného AgCl současně, nebo je reakce v rovnováze:

Rovnovážnou konstantu lze napsat, kde je výkon na složkách koeficientem ve vyvážené rovnici:

Protože pro tuhý AgCl neexistuje žádná koncentrace, lze ji z rovnice odstranit. Výsledná hodnota K se nazývá K._sp nebo produkt rozpustnosti:

K._sp je funkce teploty. Řekněme, že K._sp pro AgCl je 1,7 x 10^-10. S touto informací najdete molární rozpustnost, což je počet molů, které lze rozpustit na litrový roztok, dokud se roztok nestane nasycený. Jednotky jsou uvedeny v molech na L, jinak označovaných jako mol / L nebo M.

A nasycený roztok je roztok, ve kterém bylo při dané teplotě rozpuštěno maximální množství rozpuštěné látky.

An nenasycené řešení je roztok, ve kterém se veškerá rozpuštěná látka v roztoku úplně rozpustila.

Vzhledem k tomu, že K._sp pro AgCl je 1,7 x 10^-10, můžete najít molární rozpustnost nebo koncentraci některého iontu v roztoku:

Co teď? Existují dvě proměnné: [Ag⁺] a [Cl^-], jak tedy můžete vyřešit molární rozpustnost? Protože tyto ionty pocházejí ze stejné pevné látky, je nemožné, aby jich bylo více než jednoho. To znamená, že [Ag⁺] = [Cl^-]. Tak:

nebo,

Druhá odmocnina obou stran vám umožní vyřešit molární rozpustnost:

Molární rozpustnost obou Ag⁺ a Cl^- je tedy 1,3 x 10^-5 M.

Vzhledem k molární rozpustnosti příslušných iontů a vyvážené rovnici najdete K_sp.

Zvažte následující rovnici:

Produkt rozpustnosti je napsán jako takový:

Pamatujte: [F^-] musí být zvýšen na druhý výkon kvůli koeficientu ve vyvážené rovnici.

Nyní, vzhledem k tomu, že molární rozpustnost je 2,2 x 10-3 M, můžete to zapojit do rovnice pro oba [F^-] a [Ca²⁺]. Pamatujte, že molární rozpustnost musí být pro oba stejná, protože pocházejí ze stejné sloučeniny.

Tak,

Na rozpustnost má vliv několik faktorů.

1. S rostoucí teplotou se pevné látky stávají rozpustnějšími.
2. Se zvyšujícím se tlakem se plyny stávají rozpustnějšími.
3. Efekt společného iontu popisuje pokles rozpustnosti iontové sloučeniny, když roztok již obsahuje iont, který je stejný jako iont ze sloučeniny.
4. Vlastnosti rozpouštědla: Polární rozpouštědlo nejlépe rozpustí polární sloučeninu, zatímco nepolární rozpouštědlo nejlépe rozpustí nepolární sloučeninu.