Sisältö
Kemiassa joillakin ionisilla kiintoaineilla on alhainen liukoisuus veteen. Osa aineesta liukenee, ja pala kiinteää ainetta on jäljellä. Laskeaksesi tarkalleen kuinka paljon liukenee, käytät K: täsp, liukoisuustuotteen vakio, yhdessä lausekkeen kanssa, joka on johdettu aineen liukoisuuden tasapainoreaktiosta.
Formuloi liukoisuusreaktio
Kirjoita tasapainoinen liukoisuusreaktioyhtälö kiinnostamallesi aineelle. Tämä on yhtälö, joka kuvaa mitä tapahtuu, kun kiinteät ja liuenneet osat saavuttavat tasapainon. Esimerkiksi lyijyfluoridi, PbF2, liukenee lyijy- ja fluori-ioneiksi palautuvassa reaktiossa:
PBF2 Pb2+ + 2F-
Huomaa, että positiivisten ja negatiivisten varausten on oltava tasapainossa molemmin puolin. Huomaa myös, että vaikka lyijyllä on +2 ionisaatio, fluorilla on -1. Tasoittaaksesi varaukset ja ottaaksesi huomioon kunkin alkuaineen atomien lukumäärän, kerrotaan oikealla puolella oleva fluori kertoimella 2.
Formuloi Ksp-yhtälö
Etsi kiinnostavan aineen liukoisuustuotteiden vakio. Kemikirjoissa ja verkkosivustoissa on taulukoita ioneista kiinteitä aineita ja niitä vastaavat liukoisuustuotteiden vakiot. Lyijyfluoridin esimerkin seuraamiseksi Ksp on 3,7 x 10-8. Tämä luku on K: n vasemmalla puolellasp yhtälö. Oikealla puolella hajotat jokaisen ionin hakasulkeissa. Huomaa, että polyatominen ioni saa omat hakasulkeet, et erottele sitä yksittäisiksi elementeiksi. Ioneille, joilla on kertoimet, kertoimesta tulee teho, kuten seuraavassa lausekkeessa:
Ksp= 3,7 x 10-8 = 2
Korvaa ja ratkaise
Yllä oleva lauseke tasapainottaa liukoisuustuotteen vakion Ksp kahdella liuenneella ionilla, mutta ei vielä tarjoa konsentraatiota. Pitoisuuden löytämiseksi korvaa X jokaiselle ionille seuraavasti:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (X)2
Tämä pitää kutakin ionia erillisinä, joilla molemmilla on konsentraatiomolaarisuus, ja näiden molaarisuuksien tuote on yhtä suuri kuin Ksp, liukoisuustuotteen vakio. Toinen ioni (F) on kuitenkin erilainen. Sen kerroin on 2, mikä tarkoittaa, että kukin fluori-ioni lasketaan erikseen. Laskeaksesi tämän korvaamisen X: llä jälkeen aseta kerroin sulkujen sisään:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (2X)2
Nyt ratkaise X: lle:
3,7 x 10-8 = (X) (4X2)
3,7 x 10-8 = 4X3
X = 0,0021 M
Tämä on liuospitoisuus moolina litrassa.
Määritä liuennut määrä
Liuenneen aineen määrän löytämiseksi kerrotaan litroilla vettä ja kerrotaan sitten moolimassalla. Esimerkiksi, jos aineesi liukenee 500 ml: aan vettä, 0,0021 moolia litraa kohden .5 litraa vastaa 0,00105 moolia. Jaksollisesta taulukosta lyijyn keskimääräinen atomimassa on 207,2 ja fluori on 19,00. Koska lyijyfluoridimolekyylissä on 2 fluoriatomia, kerro sen massa kahdella saadaksesi 38.00. Lyijyfluoridin kokonaismoolimassa on sitten 245,20 grammaa moolia kohti. Koska ratkaisuissasi on 0,0021 moolia liuenneita aineita, 0,0021 moolia kertaa 245,20 grammaa moolia kohti antaa 0,515 grammaa liuenneita lyijy- ja fluori-ioneja.