Hvordan til at beregne den molære opløselighed

November 28

Hvordan til at beregne den molære opløselighed

Når forbindelser bestående af et metal og metallisk - benævnt ionforbindelser - opløses i vand, undergår de en proces kaldet "dissociation", hvor de sammensatte bryder ind i deres respektive ioner (se referencerne 1, afsnit 3). Calciumchlorid, CaCl2, for eksempel, vil dissociere i Ca (2+) ioner og et par Cl (-) ioner. Men mange forbindelser udviser begrænset opløselighed i vand. Det vil sige, en vis mængde af forbindelsen opløses, og resten forbliver som et faststof. Chemists udtrykke denne proces med ligevægt udtryk og de udtrykker, i hvilken udstrækning et materiale opløses med en parameter kaldet opløselighed produkt konstant eller Ksp (se referencer 2). Kemikere bestemme KSP værdier, som de har gjort tilgængelige i litteraturen, fra den molære opløselighed af en forbindelse. Derfor, hvis du kender KSP for et givet stof, kan du arbejde baglæns for at bestemme dens molære opløselighed.

Instruktioner


• Skriv en ligevægtssituation udtryk for opløsningen af ​​forbindelse, hvis molære opløselighed vil blive beregnet. For eksempel vil ligevægten udtryk for calciumhydroxid, Ca (OH) 2, ligner Ca (OH) 2 <---> Ca (2+) + 2 OH (-).

• Find KSP værdi for den pågældende forbindelse. Talrige hjemmesider, som dem, der i afsnittet Ressourcer, disse oplysninger i tabelform. I dette tilfælde, calciumhydroxid udviser en Ksp på 7,9 x 10 ^ -6.

• Skriv Ksp udtryk for ligevægtsreaktion skrevet i trin 1. For et generisk forbindelse AnBm, hvor n og m repræsenterer indeks af elementer A og B, ligevægten ekspression tager form AnBm <---> na (M +) + mb (n-). KSP ekspression så bliver Ksp = [A (m +)] ^ n * [B (n -)] ^ m (se referencerne 3, slide 6), hvor firkantede parenteser angiver koncentration i enheder af mol per liter og hat symbol, ^, repræsenterer en eksponent. Således, til ekspression i trin 1 for Ca (OH) 2, Ksp = [Ca (2+)] * [OH (-)] ^ 2.

• Tildel en ligevægt værdien af ​​"X" til en af ​​de ioner. Teknisk set kan du tildele denne værdi til nogen af ​​de ioner, men kemikere normalt tildele denne værdi til den ion med den laveste koefficient i en afbalanceret ligning. I tilfælde af calciumhydroxid, Ca (2+) udviser en koefficient på en og derfor x repræsenterer koncentrationen af ​​Ca (2+). Ifølge den afbalancerede ligning i trin 1, opløsningen af ​​calciumhydroxid producerer to hydroxidioner til hver calciumion. Som sådan, at koncentrationen af ​​OH (-) bliver "2x".

• erstatte "x" værdier fra trin 4 i KSP udtryk fra trin 3 og sæt dette udtryk lig KSP værdi fundet i trin 2. For calciumhydroxid, Ksp = [Ca (2+)] * [OH (-) ] ^ 2 = x * (2x) ^ 2 = 7,9 x 10 ^ -6. Forenkling dette udtryk giver 4x ^ 3 = 7,9 x 10 ^ -6.

• Løs ekspression fra trin 5 for x. I eksemplet fra trin 5, først opdele begge sider med 4 for at give x ^ 3 = 2,0 x 10 ^ -6. Derefter tage kubikroden af ​​begge parter til at give x = 0,013.

• Bestem den molære opløselighed ved at udregne forholdet mellem koefficienterne af ionen, der var repræsenteret med x og udgangsforbindelsen i ligevægt udtryk fra trin 1, multiplicerer x ved dette forhold. For præsenteres her eksempel er x repræsenteret Ca (2+), og koefficienterne af Ca (2+) og Ca (OH) 2 var begge 1. Derfor er det molære forhold mellem Ca (OH) 2 og Ca (2+) er 1: 1 eller 1/1. Det molære opløselighed af Ca (OH) 2 er derfor 0,013 * 1/1 = 0,013 mol pr.