Коли в воду поміщають слаборозчинну іонну сполуку, виникає рівновага між твердим станом і водними іонами. Це визначається константою рівноваги реакції.
Що таке Ksp?
Погляньте на реакцію, яка відбувається, коли хлорид срібла (I) розчиняється у воді:
Коли розчин насичений, розчинення AgCl і утворення твердого AgCl відбуваються одночасно, або реакція знаходиться в рівновазі:
Постійну рівноваги можна записати там, де потужність компонентів є коефіцієнтом у збалансованому рівнянні:
Оскільки концентрація твердого AgCl відсутня, це можна виключити з рівняння. Отримане значення K називається Ksp або продукт розчинності:
Кsp є функцією температури. Скажімо, що Ksp для AgCl становить 1,7 х 10-10. За цією інформацією ви можете знайти молярну розчинність, яка є кількістю молей, які можна розчинити в літрі розчину, поки розчин не стане насичений. Одиниці даються в молях на L, інакше відомих як моль / л або М.
A насичений розчин являє собою розчин, в якому максимальна кількість розчиненої речовини була розчинена при певній температурі.
Ан ненасичений розчин являє собою розчин, у якому вся розчинена речовина повністю розчинилася в розчині.
Знаходження молярної розчинності за Ksp
Враховуючи, що Ksp для AgCl становить 1,7 х 10-10, ви можете знайти молярну розчинність або концентрацію будь-якого іона в розчині:
Що тепер? Є дві змінні: [Ag+] та [Кл-], так як ви можете вирішити молярну розчинність? Оскільки ці іони походять з одного і того ж твердого тіла, неможливо, щоб їх було більше, ніж інших. Це означає, що [Ag+] = [Кл-]. Так:
або,
Отримання квадратного кореня з обох сторін дозволяє вирішити для молярної розчинності:
Таким чином, молярна розчинність обох Ag+ і Cl- таким чином становить 1,3 х 10-5 М.
Знаходження Ksp за молярною розчинністю
Враховуючи молярну розчинність для розглянутих іонів та збалансоване рівняння, ви можете знайти Ksp.
Розглянемо таке рівняння:
Продукт розчинності пишеться як такий:
Пам'ятайте: [F-] повинно бути піднято до другої міри через коефіцієнт у збалансованому рівнянні.
Тепер, враховуючи, що мольна розчинність становить 2,2 х 10-3 М, ви можете включити це у рівняння для обох [F-] та [Ca2+]. Пам’ятайте, що мольна розчинність повинна бути однаковою для обох, оскільки вони походять з однієї сполуки.
Так,
Фактори, що впливають на розчинність
На розчинність впливають різні фактори.
- Тверді речовини стають більш розчинними з підвищенням температури.
- Зі збільшенням тиску гази стають більш розчинними.
- Ефект загальних іонів описує зниження розчинності іонної сполуки, коли розчин вже містить іон, такий самий, як і з сполуки.
- Властивості розчинника: Полярний розчинник найкраще розчиняє полярну сполуку, тоді як неполярний розчинник найкраще розчиняє неполярну сполуку.