ในทางเคมี ของแข็งไอออนิกบางชนิดมีความสามารถในการละลายน้ำต่ำ สารบางตัวละลายและมีก้อนของแข็งเหลืออยู่ ในการคำนวณว่าละลายได้มากแค่ไหน คุณใช้ Ksp, ค่าคงที่ของผลิตภัณฑ์การละลาย พร้อมกับนิพจน์ที่ได้มาจากปฏิกิริยาสมดุลความสามารถในการละลายของสาร
กำหนดปฏิกิริยาการละลาย
เขียนสมการปฏิกิริยาการละลายที่สมดุลสำหรับสารที่คุณสนใจ นี่คือสมการที่อธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อส่วนที่เป็นของแข็งและส่วนที่ละลายไปถึงจุดสมดุล ยกตัวอย่าง ตะกั่วฟลูออไรด์ PbF2, ละลายเป็นตะกั่วและฟลูออไรด์ไอออนในปฏิกิริยาย้อนกลับได้:
\text{PbF}_2 ⇌ \text{Pb}^{2+} + 2\text{F}^-
โปรดทราบว่าประจุบวกและประจุลบจะต้องสมดุลกันทั้งสองฝ่าย โปรดทราบด้วยว่าแม้ว่าตะกั่วจะมีอิออไนซ์ +2 แต่ฟลูออไรด์มี -1 ในการปรับสมดุลของประจุและพิจารณาจำนวนอะตอมของธาตุแต่ละธาตุ คุณต้องคูณฟลูออไรด์ทางด้านขวาด้วยค่าสัมประสิทธิ์ 2
สูตร Ksp สมการ
ค้นหาค่าคงที่ของผลิตภัณฑ์การละลายของสารที่คุณสนใจ หนังสือและเว็บไซต์วิชาเคมีมีตารางของของแข็งไอออนิกและค่าคงที่ของผลิตภัณฑ์การละลายที่สอดคล้องกัน ตามตัวอย่างตะกั่วฟลูออไรด์ K thesp คือ 3.7 × 10 −8. รูปนี้อยู่ทางด้านซ้ายของ Ksp สมการ ทางด้านขวา คุณจะแยกไอออนแต่ละตัวออกเป็นวงเล็บเหลี่ยม โปรดทราบว่าโพลีอะตอมมิกไอออนจะมีวงเล็บของมันเอง คุณไม่ได้แยกมันออกเป็นแต่ละองค์ประกอบ สำหรับไอออนที่มีค่าสัมประสิทธิ์ สัมประสิทธิ์จะกลายเป็นกำลัง ดังในนิพจน์ต่อไปนี้:
\text{K}_\text{sp}= 3.7 × 10^{-8} = [\text{Pb}^{2+}][\text{F}^-]^2
ทดแทนและแก้
นิพจน์ข้างต้นเท่ากับค่าคงที่ของผลิตภัณฑ์การละลาย Ksp กับไอออนที่ละลายน้ำสองตัว แต่ยังไม่ได้ให้ความเข้มข้น ในการหาความเข้มข้น ให้แทนที่ X สำหรับแต่ละไอออนดังนี้:
\text{K}_\text{sp}= 3.7 × 10^{-8} = (X)(X)^2
สิ่งนี้ถือว่าแต่ละไอออนมีความแตกต่างกัน ซึ่งทั้งสองชนิดมีความเข้มข้นของโมลาริตี และผลิตภัณฑ์ของโมลาริตีเหล่านั้นเท่ากับ Ksp, ค่าคงที่ของผลิตภัณฑ์การละลาย อย่างไรก็ตาม ไอออนที่สอง (F) นั้นแตกต่างกัน มีค่าสัมประสิทธิ์ 2 ซึ่งหมายความว่าไอออนฟลูออไรด์แต่ละตัวนับแยกกัน หากต้องการพิจารณาสิ่งนี้หลังจากการแทนที่ด้วย X ให้ใส่สัมประสิทธิ์ในวงเล็บ:
\text{K}_\text{sp}= 3.7 × 10^{-8} = (X)(2X)^2
ตอนนี้แก้หา X:
\begin{aligned} 3.7 × 10^{-8} &= (X)(4X^2) \\ 3.7 × 10^{-8} &= 4X^3 \\ X &= .0021 \text{ M} \end{จัดตำแหน่ง}
นี่คือความเข้มข้นของสารละลายเป็นโมลต่อลิตร
กำหนดปริมาณละลาย Dis
ในการหาปริมาณของสารที่ละลาย ให้คูณกับน้ำหนึ่งลิตร แล้วคูณด้วยมวลโมลาร์ ตัวอย่างเช่น หากสารของคุณละลายในน้ำ 500 มล. 0.0021 โมลต่อลิตร × 0.5 ลิตร = 0.00105 โมล จากตารางธาตุ มวลอะตอมเฉลี่ยของตะกั่วคือ 207.2 และฟลูออรีนเท่ากับ 19.00 เนื่องจากโมเลกุลตะกั่วฟลูออไรด์มีฟลูออรีน 2 อะตอม คูณมวลด้วย 2 เพื่อให้ได้ 38.00 มวลโมลาร์รวมของตะกั่วฟลูออไรด์จะเท่ากับ 245.20 กรัมต่อโมล เนื่องจากสารละลายของคุณมีสารที่ละลายได้ 0.0021 โมล 0.0021 โมล × 245.20 กรัมต่อโมล = 0.515 กรัมของตะกั่วและฟลูออไรด์ที่ละลายในน้ำ