Jak obliczyć rozpuszczalność molową z KSP?

Gdy słabo rozpuszczalny związek jonowy zostanie umieszczony w wodzie, istnieje równowaga między stanem stałym a jonami wodnymi. Wynika to ze stałej równowagi reakcji.

Spójrz na reakcję zachodzącą, gdy chlorek srebra (I) rozpuszcza się w wodzie:

Gdy roztwór jest nasycony, rozpuszczanie AgCl i tworzenie stałego AgCl zachodzą w tym samym czasie lub reakcja jest w równowadze:

Stałą równowagi można zapisać, gdzie moc na składowych jest współczynnikiem w zbilansowanym równaniu:

Ponieważ nie ma stężenia dla stałego AgCl, można to usunąć z równania. Otrzymana wartość K nazywa się K_sp lub iloczyn rozpuszczalności:

K_sp jest funkcją temperatury. Powiedz, że K_sp dla AgCl wynosi 1,7 x 10^-10. Dzięki tym informacjom możesz określić rozpuszczalność molową, czyli liczbę moli, które można rozpuścić na litr roztworu, aż roztwór stanie się nasycony. Jednostki podano w molach na litr, inaczej znany jako mol/L lub M.

ZA roztwór nasycony to roztwór, w którym w danej temperaturze została rozpuszczona maksymalna ilość substancji rozpuszczonej.

Na nienasycony roztwór jest roztworem, w którym cała substancja rozpuszczona całkowicie rozpuściła się w roztworze.

Biorąc pod uwagę, że K_sp dla AgCl wynosi 1,7 x 10^-10, możesz znaleźć molową rozpuszczalność lub stężenie dowolnego jonu w roztworze:

Co teraz? Istnieją dwie zmienne: [Ag⁺] i [Cl^-], więc jak można obliczyć rozpuszczalność molową? Ponieważ te jony pochodzą z tego samego ciała stałego, niemożliwe jest, aby było ich więcej niż drugiego. Oznacza to, że [Ag⁺] = [Cl^-]. Więc:

lub,

Wyciągnięcie pierwiastka kwadratowego z obu stron pozwala obliczyć rozpuszczalność molową:

Tak więc molowa rozpuszczalność obu Ag⁺ i Cl^- jest zatem 1,3 x 10^-5 M.

Biorąc pod uwagę molową rozpuszczalność danych jonów i zbilansowane równanie, możesz znaleźć K_sp.

Rozważ następujące równanie:

Iloczyn rozpuszczalności jest zapisany jako:

Pamiętaj: [F^-] należy podnieść do drugiej potęgi ze względu na współczynnik w zbilansowanym równaniu.

Teraz, biorąc pod uwagę, że rozpuszczalność molowa wynosi 2,2 x 10-3 M, możesz wstawić to do równania dla obu [F^-] i [Ca²⁺]. Pamiętaj, że rozpuszczalność molowa musi być taka sama dla obu, ponieważ pochodzą z tego samego związku.

Więc,

Na rozpuszczalność wpływa wiele czynników.

1. Ciała stałe stają się bardziej rozpuszczalne wraz ze wzrostem temperatury.
2. Wraz ze wzrostem ciśnienia gazy stają się bardziej rozpuszczalne.
3. Efekt wspólnego jonu opisuje spadek rozpuszczalności związku jonowego, gdy roztwór zawiera już jon, który jest taki sam jak jon związku.
4. Właściwości rozpuszczalnika: Rozpuszczalnik polarny najlepiej rozpuści związek polarny, podczas gdy rozpuszczalnik niepolarny najlepiej rozpuści związek niepolarny.