Kada se malo topljivi ionski spoj stavi u vodu, postoji ravnoteža između čvrstog stanja i vodenih iona. To se utvrđuje konstantom ravnoteže za reakciju.
Što je Ksp?
Pogledajte reakciju koja se događa kada se srebro (I) klorid otopi u vodi:
Kad je otopina zasićena, istodobno dolazi do otapanja AgCl i stvaranja čvrstog AgCl ili je reakcija u ravnoteži:
Konstanta ravnoteže može se zapisati tamo gdje je snaga na komponentama koeficijent u uravnoteženoj jednadžbi:
Budući da nema koncentracije za kruti AgCl, to se može ukloniti iz jednadžbe. Dobivena vrijednost K naziva se Ksp ili proizvod topljivosti:
Ksp je funkcija temperature. Recimo da Ksp za AgCl je 1,7 x 10-10. Pomoću ovih podataka možete pronaći molarnu topljivost koja predstavlja broj molova koji se mogu otopiti po litri otopine dok otopina ne postane zasićen. Jedinice su date u molima po L, inače poznatom kao mol / L ili M.
A zasićena otopina je otopina u kojoj je otopljena maksimalna količina otopljene tvari na određenoj temperaturi.
An nezasićena otopina je otopina u kojoj se sva otopljena tvar potpuno otopila u otopini.
Pronalaženje molarne topljivosti iz Ksp
S obzirom da je Ksp za AgCl je 1,7 x 10-10, možete pronaći molarnu topljivost ili koncentraciju bilo kojeg iona u otopini:
Što sad? Dvije su varijable: [Ag+] i [Kl-], pa kako možete riješiti molarnu topljivost? Budući da ti ioni dolaze iz iste krutine, nemoguće je da ih ima više od drugih. To znači da [Ag+] = [Kl-]. Tako:
ili,
Uzimanje kvadratnog korijena s obje strane omogućuje vam rješenje za molarnu topljivost:
Dakle, molarna topljivost oba Ag+ i Cl- je dakle 1,3 x 10-5 M.
Pronalaženje Ksp iz molarne topljivosti
S obzirom na molarnu topljivost dotičnih iona i uravnoteženu jednadžbu, možete pronaći Ksp.
Razmotrimo sljedeću jednadžbu:
Proizvod topivosti napisan je kao takav:
Zapamtite: [F-] mora se podići na drugu stepenicu zbog koeficijenta u uravnoteženoj jednadžbi.
Sada, s obzirom na to da je molarna topljivost 2,2 x 10-3 M, to možete uključiti u jednadžbu za obje [F-] i [Ca2+]. Imajte na umu da molarna topljivost mora biti jednaka za oboje, jer potječu iz istog spoja.
Tako,
Čimbenici koji utječu na topljivost
Na topivost utječe više čimbenika.
- Čvrste tvari postaju topljivije kako temperatura raste.
- Kako tlak raste, plinovi postaju topljiviji.
- Učinak zajedničkog iona opisuje smanjenje topljivosti ionskog spoja kada otopina već sadrži ion koji je jednak onom iz spoja.
- Svojstva otapala: Polarno otapalo najbolje će otopiti polarni spoj, dok će nepolarno otapalo najbolje otopiti nepolarni spoj.