A kémia területén egyes ionos szilárd anyagok vízben való oldhatósága alacsony. Az anyag egy része feloldódik, és szilárd anyagcsomó marad. Ahhoz, hogy pontosan kiszámítsa, mennyi oldódik, használja a K-tsp, az oldhatósági termék állandója, valamint az anyag oldhatósági egyensúlyi reakciójából származó kifejezés.
Formulálja az oldhatósági reakciót
Írja fel az érdekelt anyag kiegyensúlyozott oldhatósági reakcióegyenletét! Ez az egyenlet írja le, mi történik, amikor a szilárd és oldott részek egyensúlyba kerülnek. Példaként: ólomfluorid, PbF2, reverzibilis reakcióban ólom- és fluoridionokká oldódik:
\ text {PbF} _2 ⇌ \ text {Pb} ^ {2+} + 2 \ text {F} ^ -
Ne feledje, hogy a pozitív és negatív töltéseknek mindkét oldalon egyensúlyban kell lenniük. Vegye figyelembe azt is, hogy bár az ólom +2 ionizációjú, a fluoridnak -1 van. A töltések kiegyenlítése és az egyes elemek atomszámának figyelembevétele érdekében a jobb oldalon lévő fluoridot szorozzuk meg a 2-es együtthatóval.
Megfogalmazza Ksp Egyenlet
Keresse meg az oldhatósági termék konstansát az Önt érdeklő anyag számára. A kémiai könyvek és weboldalak táblázatot tartalmaznak ionos szilárd anyagokról és a megfelelő oldhatósági termékállandókról. Az ólom-fluorid példájának követése érdekében a Ksp értéke 3,7 × 10 −8. Ez az ábra a K bal oldalán találhatósp egyenlet. A jobb oldalon szögletes zárójelben kitöröd az egyes ionokat. Ne feledje, hogy a többatomos ion megkapja a saját zárójelét, nem különíti el egyes elemekre. Az együtthatókkal rendelkező ionok esetén az együttható hatványossá válik, mint a következő kifejezésben:
\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = [\ text {Pb} ^ {2 +}] [\ text {F} ^ -] ^ 2
Helyettesítse és oldja meg
A fenti kifejezés egyenértékű az oldhatósági termék Ksp állandójával a két oldott ionnal, de még nem adja meg a koncentrációt. A koncentráció meghatározásához helyettesítsen X-et minden ionra az alábbiak szerint:
\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = (X) (X) ^ 2
Ez mindegyik iont külön-külön kezeli, mindkettő koncentrációs molaritással rendelkezik, és ezeknek a molárisoknak a szorzata megegyezik K-valsp, az oldhatósági termék állandója. A második ion (F) azonban más. Együtthatója 2, ami azt jelenti, hogy minden fluoridion külön számol. Az X-szel való helyettesítés után ezt vegye fel az együtthatót a zárójelbe:
\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = (X) (2X) ^ 2
Most oldja meg X-et:
\ begin {igazítva} 3,7 × 10 ^ {- 8} & = (X) (4X ^ 2) \\ 3,7 × 10 ^ {- 8} & = 4X ^ 3 \\ X & = .0021 \ text {M} \ end {igazítva}
Ez az oldat koncentrációja mol / liter.
Határozza meg az oldott mennyiséget
Az oldott anyag mennyiségének megállapításához szorozzuk meg liter vízzel, majd szorozzuk meg a moláris tömeggel. Például, ha az anyag feloldódott 500 ml vízben, 0,0021 mol / liter × 0,5 liter = 0,00105 mol. A periódusos rendszerből az ólom átlagos atomtömege 207,2, a fluor pedig 19,00. Mivel az ólomfluorid-molekula 2 fluoratomot tartalmaz, szorozza meg tömegét 2-vel, hogy 38,00-ot kapjon. Az ólomfluorid teljes moláris tömege ekkor 245,20 gramm / mol. Mivel az oldatban 0,0021 mol oldott anyag van, 0,0021 mol × 245,20 gramm / mol = 0,515 gramm oldott ólom- és fluoridion.
