Come calcolare la solubilità molare da KSP?

Quando un composto ionico leggermente solubile viene posto in acqua, c'è un equilibrio tra lo stato solido e gli ioni acquosi. Questo si trova dalla costante di equilibrio per la reazione.

Dai un'occhiata alla reazione che si verifica quando il cloruro d'argento (I) si dissolve in acqua:

Quando la soluzione è satura, la dissoluzione di AgCl e la formazione di AgCl solido avvengono contemporaneamente, oppure la reazione è all'equilibrio:

La costante di equilibrio può essere scritta dove la potenza sui componenti è il coefficiente nell'equazione bilanciata:

Poiché non c'è concentrazione per il solido AgCl, questo può essere rimosso dall'equazione. Il valore K risultante è chiamato K_sp o il prodotto di solubilità:

K_sp è una funzione della temperatura. Diciamo che il K_sp per AgCl è 1,7 x 10^-10. Con queste informazioni, puoi trovare la solubilità molare che è il numero di moli che possono essere disciolte per litro di soluzione fino a quando la soluzione diventa saturato. Le unità sono espresse in moli per L, altrimenti note come mol/L o M.

UN soluzione satura è una soluzione in cui è stata disciolta la massima quantità di soluto ad una data temperatura.

Un soluzione insatura è una soluzione in cui tutto il soluto si è completamente sciolto nella soluzione.

Dato che il K_sp per AgCl è 1,7 x 10^-10, puoi trovare la solubilità molare o la concentrazione di uno ione nella soluzione:

Ora cosa? Ci sono due variabili: [Ag⁺] e [Cl^-], quindi come si può risolvere la solubilità molare? Poiché questi ioni provengono dallo stesso solido, è impossibile che ce ne sia più dell'uno che dell'altro. Ciò significa che [Ag⁺] = [Cl^-]. Così:

o,

Facendo la radice quadrata di entrambi i membri è possibile risolvere per la solubilità molare:

Pertanto, la solubilità molare di entrambi Ag⁺ e Cl^- è quindi 1,3 x 10^-5 m.

Data la solubilità molare per gli ioni in questione e l'equazione bilanciata, puoi trovare il K_sp.

Considera la seguente equazione:

Il prodotto di solubilità si scrive così:

Ricorda: il [F^-] deve essere elevato alla seconda potenza a causa del coefficiente nell'equazione bilanciata.

Ora, dato che la solubilità molare è 2,2 x 10-3 M, puoi inserirla nell'equazione per entrambi [F^-] e [Ca²⁺]. Ricorda che la solubilità molare deve essere la stessa per entrambi poiché provengono dallo stesso composto.

Così,

La solubilità è influenzata da molteplici fattori.

1. I solidi diventano più solubili all'aumentare della temperatura.
2. All'aumentare della pressione, i gas diventano più solubili.
3. L'effetto dello ione comune descrive una diminuzione della solubilità di un composto ionico quando la soluzione contiene già uno ione uguale a quello del composto.
4. Proprietà del solvente: un solvente polare dissolverà meglio un composto polare mentre un solvente non polare dissolverà meglio un composto non polare.