Ako vypočítať molárnu rozpustnosť z KSP?

Keď sa slabo rozpustná iónová zlúčenina vloží do vody, existuje rovnováha medzi pevným skupenstvom a vodnými iónmi. Zistí sa to rovnovážnou konštantou reakcie.

Zoznámte sa s reakciou, ktorá nastane, keď sa chlorid strieborný rozpustí vo vode:

Keď je roztok nasýtený, k rozpúšťaniu AgCl a tvorbe pevného AgCl dochádza súčasne, alebo je reakcia v rovnováhe:

Rovnovážnu konštantu možno napísať, keď je výkon na zložkách koeficientom vo vyváženej rovnici:

Pretože pre tuhý AgCl neexistuje žiadna koncentrácia, je možné ju z rovnice odstrániť. Výsledná hodnota K sa nazýva K._sp alebo produkt rozpustnosti:

K_sp je funkcia teploty. Povedz, že K._sp pre AgCl je 1,7 x 10^-10. S touto informáciou nájdete molárnu rozpustnosť, čo je počet mólov, ktoré je možné rozpustiť na liter roztoku, kým sa roztok nestane. nasýtený. Jednotky sú uvedené v móloch na L, inak známe ako mol / L alebo M.

A nasýtený roztok je roztok, v ktorom bolo pri danej teplote rozpustené maximálne množstvo rozpustenej látky.

An nenasýtené riešenie je roztok, v ktorom sa všetka rozpustená látka úplne rozpustila v roztoku.

Vzhľadom na to, že K_sp pre AgCl je 1,7 x 10^-10, môžete nájsť molárnu rozpustnosť alebo koncentráciu ktoréhokoľvek iónu v roztoku:

Teraz čo? Existujú dve premenné: [Ag⁺] a [Cl^-], ako teda môžete vyriešiť svoju molárnu rozpustnosť? Pretože tieto ióny pochádzajú z rovnakej pevnej látky, je nemožné, aby ich bolo viac ako ostatných. To znamená, že [Ag⁺] = [Cl^-]. Takže:

alebo

Keď odmocninu oboch strán získate, môžete vyriešiť molárnu rozpustnosť:

Molárna rozpustnosť obidvoch Ag⁺ a Cl^- je teda 1,3 x 10^-5 M.

Vzhľadom na molárnu rozpustnosť pre príslušné ióny a vyváženú rovnicu nájdete K_sp.

Zvážte nasledujúcu rovnicu:

Produkt rozpustnosti je napísaný ako taký:

Pamätajte si: [F^-] sa musí zvýšiť na druhú mocninu kvôli koeficientu vo vyváženej rovnici.

Teraz, keďže je molárna rozpustnosť 2,2 x 10-3 M, môžete to zapojiť do rovnice pre obidve [F^-] a [Ca²⁺]. Pamätajte, že molárna rozpustnosť musí byť pre obidve rovnaká, pretože pochádzajú z rovnakej zlúčeniny.

Takže

Na rozpustnosť má vplyv viac faktorov.

1. Pevné látky sa stávajú rozpustnejšie pri zvyšovaní teploty.
2. So zvyšujúcim sa tlakom sa plyny stávajú rozpustnejšími.
3. Účinok common-ion popisuje pokles rozpustnosti iónovej zlúčeniny, keď roztok už obsahuje ión, ktorý je rovnaký ako ión zo zlúčeniny.
4. Vlastnosti rozpúšťadla: Polárne rozpúšťadlo najlepšie rozpustí polárnu zlúčeninu, zatiaľ čo nepolárne rozpúšťadlo najlepšie rozpustí nepolárnu zlúčeninu.