Ko v vodo damo rahlo topno ionsko spojino, obstaja ravnotežje med trdnim stanjem in vodnimi ioni. To ugotavlja ravnotežna konstanta za reakcijo.
Kaj je Ksp?
Oglejte si reakcijo, ki se pojavi, ko se srebrov (I) klorid raztopi v vodi:
Ko je raztopina nasičena, istočasno pride do raztapljanja AgCl in tvorbe trdnega AgCl ali pa je reakcija v ravnovesju:
Konstanto ravnotežja lahko zapišemo tam, kjer je moč komponent koeficient v uravnoteženi enačbi:
Ker za trdni AgCl ni koncentracije, ga lahko iz enačbe odstranimo. Nastala vrednost K se imenuje Ksp ali produkt topnosti:
Ksp je funkcija temperature. Recimo, da Ksp za AgCl je 1,7 x 10-10. S temi podatki lahko najdete molsko topnost, ki je število molov, ki jih je mogoče raztopiti na liter raztopine, dokler raztopina ne postane nasičena. Enote so podane v molih na L, sicer znanih kot mol / L ali M.
A nasičena raztopina je raztopina, v kateri je bila pri določeni temperaturi raztopljena največja količina topljene snovi.
An nenasičena raztopina je raztopina, v kateri se je vsa topljena tekočina popolnoma raztopila v raztopini.
Iskanje molarne topnosti iz Ksp
Glede na to, da je Ksp za AgCl je 1,7 x 10-10, lahko najdete molsko topnost ali koncentracijo katerega koli od ionov v raztopini:
Kaj pa zdaj? Obstajata dve spremenljivki: [Ag+] in [Kl-], kako lahko torej rešite molarno topnost? Ker ti ioni prihajajo iz iste trdne snovi, je nemogoče, da bi bilo več enega kot drugega. To pomeni, da [Ag+] = [Kl-]. Torej:
ali,
Če vzamete kvadratni koren obeh strani, lahko določite molarno topnost:
Tako je molska topnost obeh Ag+ in Cl- je tako 1,3 x 10-5 M.
Iskanje Ksp iz molarne topnosti
Glede na molsko topnost zadevnih ionov in uravnoteženo enačbo lahko najdete Ksp.
Razmislite o naslednji enačbi:
Izdelek topnosti je zapisan kot tak:
Ne pozabite: [F-] je treba dvigniti na drugo stopnjo zaradi koeficienta v uravnoteženi enačbi.
Zdaj, ko je molska topnost 2,2 x 10-3 M, lahko to vključite v enačbo za oba [F-] in [Ca2+]. Ne pozabite, da mora biti molska topnost pri obeh enaka, saj prihajata iz iste spojine.
Torej,
Dejavniki, ki vplivajo na topnost
Na topnost vpliva več dejavnikov.
- Trdne snovi postanejo topnejše, ko temperatura narašča.
- S povečanjem tlaka postajajo plini bolj topni.
- Učinek skupnega iona opisuje zmanjšanje topnosti ionske spojine, če raztopina že vsebuje ion, ki je enak tistemu iz spojine.
- Lastnosti topila: Polarno topilo bo najbolje raztopilo polarno spojino, medtem ko bo nepolarno topilo najbolje raztopilo nepolarno spojino.