V chémii majú niektoré iónové tuhé látky nízku rozpustnosť vo vode. Časť látky sa rozpustí a zostane kus pevnej látky. Ak chcete presne vypočítať, koľko sa rozpustí, použijete K.sp, konštanta produktu rozpustnosti spolu s výrazom odvodeným z rovnovážnej reakcie rozpustnosti látky.
Formulujte reakciu rozpustnosti
Napíšte rovnicu vyváženej reakcie na rozpustnosť pre látku, ktorá vás zaujíma. Toto je rovnica, ktorá popisuje, čo sa stane, keď pevná a rozpustená časť dosiahne rovnováhu. Ako príklad si môžeme uviesť fluorid olovnatý, PbF2, rozpúšťa sa reverzibilnou reakciou na olovo a fluoridové ióny:
\ text {PbF} _2 ⇌ \ text {Pb} ^ {2+} + 2 \ text {F} ^ -
Pozitívne a záporné náboje sa musia vyrovnať na oboch stranách. Upozorňujeme tiež, že aj keď má olovo ionizáciu +2, fluorid má hodnotu -1. Aby ste vyvážili náboje a zohľadnili počet atómov pre každý prvok, vynásobte fluorid na pravej strane koeficientom 2.
Formulujte Ksp Rovnica
Vyhľadajte konštantu produktu rozpustnosti pre látku, ktorá vás zaujíma. Chemické knihy a webové stránky obsahujú tabuľky iónových pevných látok a ich zodpovedajúce konštanty rozpustnosti. Nasledovať príklad fluoridu olovnatého, K.
sp je 3,7 × 10 −8. Tento obrázok je na ľavej strane K.sp rovnica. Na pravej strane rozlomíte každý ión v hranatých zátvorkách. Upozorňujeme, že polyatómový ión by mal svoje vlastné zátvorky, nerozdeľujte ho na jednotlivé prvky. Pre ióny s koeficientmi sa koeficient stáva silou, ako v nasledujúcom výraze:\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = [\ text {Pb} ^ {2 +}] [\ text {F} ^ -] ^ 2
Nahraďte a vyriešte
Vyššie uvedený výraz predstavuje konštantu produktu rozpustnosti Ksp s dvoma rozpustenými iónmi, ale zatiaľ neposkytuje koncentráciu. Ak chcete zistiť koncentráciu, nahraďte každý jednotlivý ión X nasledovne:
\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = (X) (X) ^ 2
Toto zaobchádza s každým iónom ako s odlišnými, obidva majú molaritu koncentrácie a súčin týchto molarít sa rovná Ksp, konštanta produktu rozpustnosti. Druhý ión (F) je však iný. Má koeficient 2, čo znamená, že každý fluoridový ión sa počíta osobitne. Aby ste to zohľadnili po zámene X, vložte koeficient do zátvorky:
\ text {K} _ \ text {sp} = 3,7 × 10 ^ {- 8} = (X) (2X) ^ 2
Teraz vyriešte pre X:
\ begin {aligned} 3,7 × 10 ^ {- 8} & = (X) (4X ^ 2) \\ 3,7 × 10 ^ {- 8} & = 4X ^ 3 \\ X & = 0,0021 \ text {M} \ end {zarovnané}
Toto je koncentrácia roztoku v móloch na liter.
Stanovte rozpustenú čiastku
Ak chcete zistiť množstvo rozpustenej látky, vynásobte ho litrami vody a potom násobte molárnou hmotnosťou. Napríklad, ak sa vaša látka rozpustila v 500 ml vody, 0,0021 molu na liter × 0,5 litra = 0,00105 molu. Z periodickej tabuľky je priemerná atómová hmotnosť olova 207,2 a fluóru 19,00. Pretože molekula fluoridu olovnatého má 2 atómy fluóru, vynásobte jej hmotnosť 2 a získate 38,00. Celková molárna hmotnosť fluoridu olovnatého je potom 245,20 gramov na mol. Pretože váš roztok obsahuje 0,0021 molu rozpustenej látky, 0,0021 molu × 245,20 gramov na mol = 0,515 gramu rozpusteného iónu olova a fluoridu.