Comment calculer la solubilité molaire à partir de KSP ?

Lorsqu'un composé ionique légèrement soluble est placé dans l'eau, il existe un équilibre entre l'état solide et les ions aqueux. Ceci est trouvé par la constante d'équilibre de la réaction.

Jetez un œil à la réaction qui se produit lorsque le chlorure d'argent (I) se dissout dans l'eau :

Lorsque la solution est saturée, la dissolution d'AgCl et la formation d'AgCl solide se produisent en même temps, ou la réaction est à l'équilibre :

La constante d'équilibre peut être écrite où la puissance sur les composants est le coefficient dans l'équation équilibrée :

Puisqu'il n'y a pas de concentration pour l'AgCl solide, cela peut être retiré de l'équation. La valeur K résultante est appelée K_sp ou le produit de solubilité :

K_sp est fonction de la température. Dis que le K_sp pour AgCl est de 1,7 x 10^-10. Avec cette information, vous pouvez trouver la solubilité molaire qui est le nombre de moles qui peuvent être dissoutes par litre de solution jusqu'à ce que la solution devienne saturé. Les unités sont données en moles par L, autrement appelées mol/L ou M.

UNE solution saturée est une solution dans laquelle la quantité maximale de soluté a été dissoute à une température donnée.

Un solution insaturée est une solution dans laquelle tout le soluté s'est complètement dissous dans la solution.

Étant donné que le K_sp pour AgCl est de 1,7 x 10^-10, vous pouvez trouver la solubilité molaire, ou la concentration de l'un ou l'autre des ions dans la solution :

Maintenant quoi? Il y a deux variables: [Ag⁺] et [Cl^-], alors comment pouvez-vous résoudre la solubilité molaire? Puisque ces ions proviennent du même solide, il est impossible qu'il y en ait plus l'un que l'autre. Cela signifie que [Ag⁺] = [Cl^-]. Donc:

ou alors,

Prendre la racine carrée des deux côtés vous permet de résoudre la solubilité molaire :

Ainsi, la solubilité molaire des deux Ag⁺ et Cl^- est donc 1,3 x 10^-5 M.

Compte tenu de la solubilité molaire des ions en question et de l'équation équilibrée, vous pouvez trouver le K_sp.

Considérons l'équation suivante :

Le produit de solubilité s'écrit ainsi :

N'oubliez pas: le [F^-] doit être élevé à la puissance 2 en raison du coefficient de l'équation équilibrée.

Maintenant, étant donné que la solubilité molaire est de 2,2 x 10-3 M, vous pouvez l'intégrer à l'équation pour les deux [F^-] et [Ca²⁺]. Rappelez-vous que la solubilité molaire doit être la même pour les deux puisqu'ils proviennent du même composé.

Donc,

La solubilité est affectée par de multiples facteurs.

1. Les solides deviennent plus solubles à mesure que la température augmente.
2. Lorsque la pression augmente, les gaz deviennent plus solubles.
3. L'effet d'ion commun décrit une diminution de la solubilité d'un composé ionique lorsque la solution contient déjà un ion qui est le même que celui du composé.
4. Propriétés du solvant: Un solvant polaire dissoudra au mieux un composé polaire tandis qu'un solvant non polaire dissoudra au mieux un composé non polaire.