Vsebina
Nekatera topila se v topilu, kot je voda, raztopijo hitreje kot druga, kemiki pa so določili količino, imenovano produkt topnosti (Ksp), da to količinsko ovrednotimo. To je produkt koncentracij ionov v raztopini, ko raztopina doseže ravnovesje in se več trdne snovi ne raztopi. Čeprav je Ksp ni isto kot topnost trdne snovi, ki se raztaplja, z njo povezana in topnost zlahka izpeljemo iz Ksp. Če želite to narediti, morate poznati enačbo disocijacije za trdno snov, ki vam pove, koliko ionov trdna snov proizvede, ko se raztopi.
Kako sta Ksp in topnost povezana?
Ionske spojine so tiste, ki se raztopijo v vodi. Razpadejo na pozitivne in negativne ione, topnost prvotne trdne snovi pa je količina trdne snovi, ki se bo raztopila. Izražena je v molih / litru ali molarnosti.
Proizvod topnosti Ksp na drugi strani je razmerje produktov koncentracij ionov glede na izvirno trdno snov, ko raztopina doseže ravnovesje. Če se trden AB razcepi na A+ in B- ioni v raztopini, enačba je AB <=> A+ + B- produkt topnosti je Ksp = / {AB]. Neraztopljeni trdni AB dobi koncentracijo 1, zato enačba produkta topnosti postane Ksp =
Na splošno produkt topnosti spojine AxBy ki se raztopi po enačbi AxBy <=> xA+ + yB- je Ksp = xy
Zato je pomembno, da poznate enačbo disocijacije, preden lahko izračunate Ksp. Proizvod topnosti nima z njim povezanih enot, pri pretvorbi v topnost pa uporabite enote molarnosti.
Postopek za pretvorbo iz Ksp v topnost
Ko imate proizvod topnosti za ionsko spojino. lahko izračunate topnost spojine, dokler poznate disociacijsko enačbo. Splošni postopek je naslednji:
Za splošno enačbo AmBn <=> mA+ + nB-, izraz za Ksp je
Ksp = mn
Količina topljene snovi, ki se raztopi, naj bo x. Vsak mol topila se raztopi v številu komponentnih ionov, ki jih v kemijski formuli navedejo vpisi. To postavi koeficient pred x in poveča x, pomnoženo s tem koeficientom, na isto moč. Enačba za Ksp postane:
Ksp = (nx)n • (mx)m
Spremenljivka x vam pove, koliko molov topne snovi se bo raztopilo, kar je njena topnost.
Vzorčni izračuni
1. Barijev sulfat ima proizvod topnosti (Ksp) velikosti 1,07 x 10-10. Kakšna je njegova topnost?
Enačba disociacije za barijev sulfat je BaSO4(s) <=> Ba2+ + SO42-
Ksp =
En mol topila tvori en mol barijevih ionov in en mol sulfatnih ionov. Če pustimo koncentracijo barijevega sulfata, ki se raztopi, x, dobite: Ksp = x2, torej x = kvadratni koren (Ksp).
Topnost = kvadratni koren (1,07 x 10-10) = 1,03 x 10-5 M
1. Ksp kositrovega hidroksida je 5,45 x 10-27. Kakšna je njegova topnost?
Enačba disocijacije je: Sn (OH)2(s) <=> Sn2+ + 2OH¯
Ksp je 2
Dodelitev molske topnosti Sn (OH)2 spremenljivko x, lahko vidite, da je = x in = 2x. Z drugimi besedami, vsak mol topila proizvede dva mola OH- ioni za vsak mol Sn2+ ioni. Enačba za Ksp postane:
Ksp = 5,45 x 10-27 = (x) (2x)2 = 4x3
Rešite za x, da ugotovite, da je topnost 1,11 x 10¯9 M.