Keemias on mõned ioonsed tahked ained vees vähe lahustuvad. Osa ainest lahustub ja jääb tahke materjal. Et täpselt arvutada, kui palju lahustub, kasutate K-dsp, lahustuvusprodukti konstant koos aine lahustuvuse tasakaalureaktsioonist tuleneva ekspressiooniga.
Formuleerige lahustuvusreaktsioon
Kirjutage huvitava aine tasakaalustatud lahustuvusreaktsiooni võrrand. See on võrrand, mis kirjeldab, mis juhtub, kui tahked ja lahustunud osad jõuavad tasakaalu. Näiteks võib tuua pliifluoriidi, PbF2, lahustub pöörduva reaktsioonina plii- ja fluoriidioonideks:
\ text {PbF} _2 ⇌ \ text {Pb} ^ {2+} + 2 \ text {F} ^ -
Pange tähele, et positiivsed ja negatiivsed laengud peavad olema tasakaalus mõlemal poolel. Pange tähele, et kuigi pliil on +2 ionisatsioon, on fluoriidil −1. Laengute tasakaalustamiseks ja iga elemendi aatomite arvu arvestamiseks korrutatakse paremal küljel olev fluoriid koefitsiendiga 2.
Sõnasta Ksp Võrrand
Otsige üles huvitava aine lahustuvusprodukti konstant. Keemiaraamatutes ja veebisaitidel on iooniliste tahkete ainete tabelid ja neile vastavad lahustuvuse toote konstandid. Pliifluoriidi eeskujul on K
\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = [\ text {Pb} ^ {2 +}] [\ text {F} ^ -] ^ 2
Asenda ja lahenda
Ülaltoodud avaldis võrdsustab lahustuvusprodukti Ksp kahe lahustunud iooniga, kuid ei anna veel kontsentratsiooni. Kontsentratsiooni leidmiseks asendage iga ioon X järgmiselt:
\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = (X) (X) ^ 2
Nii käsitletakse kõiki ioone eraldi, mõlema kontsentratsioon on molaarne ja nende molaarsuste korrutis võrdub K-gasp, lahustuvusprodukti konstant. Teine ioon (F) on aga erinev. Selle koefitsient on 2, mis tähendab, et iga fluoriidioon loeb eraldi. Selle arvestamiseks pärast asendamist X-ga pange koefitsient sulgudesse:
\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = (X) (2X) ^ 2
Nüüd lahendage X jaoks:
\ begin {joondatud} 3.7 × 10 ^ {- 8} & = (X) (4X ^ 2) \\ 3.7 × 10 ^ {- 8} & = 4X ^ 3 \\ X & = .0021 \ text {M} \ end {joondatud}
See on lahuse kontsentratsioon moolides liitri kohta.
Määrake lahustunud kogus
Lahustunud aine koguse leidmiseks korrutage liitri veega, seejärel korrutage molaarmassiga. Näiteks kui teie aine lahustub 500 ml vees, on 0,0021 mooli liitri kohta × 0,5 liitrit = 0,00105 mooli. Perioodilisest tabelist on plii keskmine aatommass 207,2 ja fluor 19,00. Kuna pliifluoriidi molekulis on 2 fluori aatomit, korrutage selle mass 2-ga, et saada 38,00. Pliifluoriidi kogu molaarmass on siis 245,20 grammi mooli kohta. Kuna teie lahuses on 0,0021 mooli lahustunud ainet, on 0,0021 mooli × 245,20 grammi mooli kohta = 0,515 grammi lahustunud plii- ja fluoriidioone.