रसायन विज्ञान में, कुछ आयनिक ठोसों में पानी में कम घुलनशीलता होती है। कुछ पदार्थ घुल जाता है, और ठोस पदार्थ की एक गांठ रह जाती है। गणना करने के लिए कि कितना घुलता है, आप K. का उपयोग करते हैंएसपी, घुलनशीलता उत्पाद स्थिरांक, पदार्थ के लिए घुलनशीलता संतुलन प्रतिक्रिया से प्राप्त अभिव्यक्ति के साथ।
घुलनशीलता प्रतिक्रिया तैयार करें
जिस पदार्थ में आप रुचि रखते हैं, उसके लिए संतुलित घुलनशीलता प्रतिक्रिया समीकरण लिखें। यह वह समीकरण है जो बताता है कि क्या होता है जब ठोस और घुले हुए हिस्से संतुलन तक पहुँच जाते हैं। उदाहरण के लिए, लेड फ्लोराइड, PbF2प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया में सीसा और फ्लोराइड आयनों में घुल जाता है:
\text{PbF}_2 \text{Pb}^{2+} + 2\text{F}^-
ध्यान दें कि धनात्मक और ऋणात्मक आवेश दोनों ओर संतुलित होने चाहिए। यह भी ध्यान दें, हालांकि लेड में +2 आयनीकरण होता है, फ्लोराइड में -1 होता है। शुल्कों को संतुलित करने और प्रत्येक तत्व के लिए परमाणुओं की संख्या का हिसाब लगाने के लिए, आप दायीं ओर के फ्लोराइड को गुणांक 2 से गुणा करते हैं।
K. तैयार करेंएसपी समीकरण
जिस पदार्थ में आप रुचि रखते हैं, उसके लिए घुलनशीलता उत्पाद स्थिरांक देखें। रसायन विज्ञान की पुस्तकों और वेबसाइटों में आयनिक ठोस और उनके संगत घुलनशीलता उत्पाद स्थिरांक की तालिकाएँ होती हैं। लेड फ्लोराइड के उदाहरण का अनुसरण करने के लिए, K
एसपी 3.7 × 10. है −8. यह आंकड़ा K. के बाईं ओर जाता हैएसपी समीकरण दाईं ओर, आप प्रत्येक आयन को वर्गाकार कोष्ठकों में विभाजित करते हैं। ध्यान दें कि एक बहुपरमाणुक आयन को अपने स्वयं के कोष्ठक मिलेंगे, आप इसे अलग-अलग तत्वों में अलग नहीं करते हैं। गुणांक वाले आयनों के लिए, गुणांक एक शक्ति बन जाता है, जैसा कि निम्नलिखित अभिव्यक्ति में है:\text{K}_\text{sp}= 3.7 × 10^{-8} = [\text{Pb}^{2+}][\text{F}^-]^2
स्थानापन्न करें और हल करें
उपरोक्त अभिव्यक्ति घुलनशीलता उत्पाद निरंतर Ksp को दो भंग आयनों के साथ बराबर करती है लेकिन अभी तक एकाग्रता प्रदान नहीं करती है। सांद्रता ज्ञात करने के लिए, प्रत्येक आयन के लिए X को निम्नानुसार प्रतिस्थापित करें:
\text{K}_\text{sp}= 3.7 × 10^{-8} = (X)(X)^2
यह प्रत्येक आयन को अलग मानता है, दोनों में एक सांद्रण दाढ़ है, और उन दाढ़ों का उत्पाद K के बराबर हैएसपी, घुलनशीलता उत्पाद स्थिरांक। हालाँकि, दूसरा आयन (F) अलग है। इसका गुणांक 2 है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक फ्लोराइड आयन अलग से गिना जाता है। एक्स के साथ प्रतिस्थापन के बाद इसका हिसाब लगाने के लिए, गुणांक को कोष्ठक के अंदर रखें:
\text{K}_\text{sp}= 3.7 × 10^{-8} = (X)(2X)^2
अब एक्स के लिए हल करें:
\शुरू {गठबंधन} 3.7 × 10^{-8} &= (X)(4X^2) \\ 3.7 × 10^{-8} &= 4X^3 \\ X &= .0021 \text{ M} \अंत{गठबंधन}
यह मोल प्रति लीटर में घोल की सांद्रता है।
भंग राशि निर्धारित करें
घुले हुए पदार्थ की मात्रा ज्ञात करने के लिए, लीटर पानी से गुणा करें, फिर दाढ़ द्रव्यमान से गुणा करें। उदाहरण के लिए, यदि आपका पदार्थ 500 एमएल पानी में घुल गया है, तो 0.0021 मोल प्रति लीटर × 0.5 लीटर = 0.00105 मोल। आवर्त सारणी से, लेड का औसत परमाणु द्रव्यमान 207.2 है और फ्लोरीन 19.00 है। चूंकि लेड फ्लोराइड अणु में फ्लोरीन के 2 परमाणु होते हैं, इसलिए इसके द्रव्यमान को 2 से गुणा करके 38.00 प्राप्त करें। लेड फ्लोराइड का कुल मोलर द्रव्यमान 245.20 ग्राम प्रति मोल है। चूँकि आपके घोल में 0.0021 मोल घुला हुआ पदार्थ है, 0.0021 मोल × 245.20 ग्राम प्रति मोल = 0.515 ग्राम घुला हुआ लेड और फ्लोराइड आयन।