เมื่อใส่สารประกอบไอออนิกที่ละลายได้เล็กน้อยลงในน้ำ จะเกิดความสมดุลระหว่างสถานะของแข็งกับไอออนในน้ำ ซึ่งพบได้โดยค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยา
Ksp คืออะไร?
ดูปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเมื่อซิลเวอร์ (I) คลอไรด์ละลายในน้ำ:
เมื่อสารละลายอิ่มตัว การละลายของ AgCl และการก่อตัวของ AgCl ที่เป็นของแข็งจะเกิดขึ้นพร้อมกัน หรือปฏิกิริยาอยู่ที่สมดุล:
สามารถเขียนค่าคงที่สมดุลได้โดยที่กำลังของส่วนประกอบเป็นค่าสัมประสิทธิ์ในสมการสมดุล:
เนื่องจากไม่มีความเข้มข้นสำหรับ AgCl ที่เป็นของแข็งจึงสามารถลบออกจากสมการได้ ค่า K ที่เป็นผลลัพธ์เรียกว่า Ksp หรือผลิตภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้:
Ksp เป็นหน้าที่ของอุณหภูมิ บอกว่า Ksp สำหรับ AgCl คือ 1.7 x 10-10. ด้วยข้อมูลนี้ คุณจะพบความสามารถในการละลายของโมลาร์ซึ่งเป็นจำนวนโมลที่สามารถละลายต่อลิตรของสารละลายได้จนกว่าสารละลายจะกลายเป็น อิ่มตัว. หน่วยถูกกำหนดเป็นโมลต่อลิตรหรือที่เรียกว่าโมล / แอลหรือเอ็ม
อา สารละลายอิ่มตัว เป็นสารละลายที่มีปริมาณตัวถูกละลายสูงสุดที่อุณหภูมิที่กำหนด
อัน สารละลายไม่อิ่มตัว เป็นสารละลายที่ตัวถูกละลายทั้งหมดละลายในสารละลายอย่างสมบูรณ์
การหาความสามารถในการละลายของกรามจาก Ksp
เนื่องจาก Ksp สำหรับ AgCl คือ 1.7 x 10-10คุณสามารถค้นหาความสามารถในการละลายของโมลาร์ หรือความเข้มข้นของไอออนในสารละลายได้:
ตอนนี้อะไร? มีสองตัวแปร: [Ag+] และ [Cl-] ดังนั้นคุณจะแก้ปัญหาการละลายของฟันกรามได้อย่างไร? เนื่องจากอิออนเหล่านี้มาจากของแข็งชนิดเดียวกัน จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะมีอิออนมากกว่าหนึ่งตัว ซึ่งหมายความว่า [Ag+] = [Cl-]. ดังนั้น:
หรือ,
การหารากที่สองของทั้งสองข้างจะช่วยให้คุณสามารถแก้ปัญหาการละลายของฟันกรามได้:
ดังนั้นความสามารถในการละลายของกรามของ Ag. ทั้งสอง+ และ Cl- เท่ากับ 1.3 x 10-5 ม.
การหา Ksp จากการละลายของกราม
เมื่อพิจารณาจากการละลายของโมลาร์สำหรับไอออนที่เป็นปัญหาและสมการที่สมดุล คุณจะพบ Ksp.
พิจารณาสมการต่อไปนี้:
ผลิตภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้เขียนไว้ดังนี้:
โปรดจำไว้ว่า: [F-] ต้องยกกำลังสองเนื่องจากสัมประสิทธิ์ในสมการสมดุล
ทีนี้ เนื่องจากความสามารถในการละลายของฟันกรามเท่ากับ 2.2 x 10-3 M คุณสามารถแทนค่านี้ลงในสมการของทั้ง [F-] และ [Ca2+]. โปรดจำไว้ว่าความสามารถในการละลายของฟันกรามจะต้องเท่ากันสำหรับทั้งคู่ เนื่องจากมาจากสารประกอบเดียวกัน
ดังนั้น,
ปัจจัยที่มีผลต่อความสามารถในการละลาย
ความสามารถในการละลายได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย
- ของแข็งจะละลายได้มากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น
- เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ก๊าซก็จะละลายได้มากขึ้น
- ผลกระทบของไอออนร่วมอธิบายการลดลงของความสามารถในการละลายของสารประกอบไอออนิกเมื่อสารละลายมีไอออนที่เหมือนกันกับไอออนจากสารประกอบอยู่แล้ว
- คุณสมบัติของตัวทำละลาย: ตัวทำละลายชนิดมีขั้วจะละลายสารประกอบที่มีขั้วได้ดีที่สุดในขณะที่ตัวทำละลายไม่มีขั้วจะละลายสารประกอบที่ไม่มีขั้วได้ดีที่สุด