Когда слаборастворимое ионное соединение помещается в воду, возникает равновесие между твердым состоянием и водными ионами. Это определяется константой равновесия реакции.
Что такое Ksp?
Взгляните на реакцию, которая происходит при растворении хлорида серебра (I) в воде:
Когда раствор насыщен, растворение AgCl и образование твердого AgCl происходят одновременно, или реакция находится в равновесии:
Константу равновесия можно записать, где мощность компонентов является коэффициентом в сбалансированном уравнении:
Поскольку концентрация твердого AgCl отсутствует, ее можно исключить из уравнения. Полученное значение K называется Kзр или произведение растворимости:
Kзр является функцией температуры. Скажите, что Kзр для AgCl 1,7 x 10-10. Имея эту информацию, вы можете найти молярную растворимость, которая представляет собой количество молей, которые могут быть растворены на литр раствора, пока раствор не станет насыщенный. Единицы даны в молях на л, иначе известные как моль / л или М.
А насыщенный раствор
представляет собой раствор, в котором максимальное количество растворенного вещества было растворено при данной температуре.An ненасыщенный раствор представляет собой раствор, в котором все растворенные вещества полностью растворились в растворе.
Определение молярной растворимости по Ksp
Учитывая, что Kзр для AgCl 1,7 x 10-10, вы можете найти молярную растворимость или концентрацию любого иона в растворе:
Что теперь? Есть две переменные: [Ag+] и [Cl-], так как же вычислить молярную растворимость? Поскольку эти ионы происходят из одного и того же твердого тела, невозможно, чтобы одного было больше, чем другого. Это означает, что [Ag+] = [Cl-]. Так:
или же,
Извлечение квадратного корня из обеих частей позволяет найти молярную растворимость:
Таким образом, молярная растворимость как Ag+ и Cl- Таким образом, 1,3 x 10-5 М.
Определение Ksp по молярной растворимости
Учитывая молярную растворимость рассматриваемых ионов и сбалансированное уравнение, вы можете найти Kзр.
Рассмотрим следующее уравнение:
Произведение растворимости записывается следующим образом:
Помните: [F-] должен быть возведен во вторую степень из-за коэффициента в сбалансированном уравнении.
Теперь, учитывая, что молярная растворимость составляет 2,2 x 10-3 M, вы можете подставить это в уравнение для обоих [F-] и [Ca2+]. Помните, что молярная растворимость должна быть одинаковой для обоих, поскольку они происходят из одного и того же соединения.
Так,
Факторы, влияющие на растворимость
На растворимость влияет множество факторов.
- При повышении температуры твердые вещества становятся более растворимыми.
- По мере увеличения давления газы становятся более растворимыми.
- Эффект общего иона описывает снижение растворимости ионного соединения, когда раствор уже содержит ион, который является таким же, как и ион из соединения.
- Свойства растворителя: полярный растворитель лучше всего растворяет полярное соединение, тогда как неполярный растворитель лучше всего растворяет неполярное соединение.