Vsebina
- Formulirajte reakcijo topnosti
- Sestavite Ksp enačbo
- Nadomestite in rešite
- Določite raztopljeno količino
V kemiji imajo nekatere ionske trdne snovi nizko topnost v vodi. Nekaj snovi se raztopi, ostane pa gruča trdnega materiala. Če želite natančno izračunati, koliko se raztopi, uporabite Ksp, konstanta topnega produkta, skupaj z izrazom, ki izhaja iz reakcije topnostne ravnotežja za snov.
Formulirajte reakcijo topnosti
Za snov, ki vas zanima, napišite uravnoteženo reakcijsko točnostno reakcijsko enačbo. To je enačba, ki opisuje, kaj se zgodi, ko trdni in raztopljeni deli dosežejo ravnovesje. Vzemimo primer svinčevega fluorida, PbF2, se v reverzibilni reakciji raztopi v svinčeve in fluoridne ione:
PbF2 ⇌ Pb2+ + 2F-
Upoštevajte, da morata pozitivni in negativni stroški biti uravnoteženi na obeh straneh. Upoštevajte tudi, da ima svinec +2 ionizacijo, fluorid ima -1. Za uravnoteženje nabojev in računanje števila atomov za vsak element pomnožite fluorid na desni strani s koeficientom 2.
Sestavite Ksp enačbo
Poiščite konstanto topnosti za snov, ki vas zanima. V kemijskih knjigah in na spletnih straneh so tabele ionskih trdnih snovi in ustrezne konstante produkta topnosti. Če sledimo zgledu svinčevega fluorida, Ksp je 3,7 x 10-8. Ta številka gre na levi strani Ksp enačba. Na desni strani razbijete vsak ion v kvadratnih oklepajih. Upoštevajte, da bi večglasni ion dobil svoje oklepaje, ne ločite ga na posamezne elemente. Za ione s koeficientom koeficient postane moč, kot je v naslednjem izrazu:
Ksp= 3,7 x 10-8 = 2
Nadomestite in rešite
Zgornji izraz enači konstanto topnega produkta Ksp z dvema raztopljenima ionoma, vendar koncentracije še ne zagotavlja. Če želite najti koncentracijo, za vsak ion nadomestite X:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (X)2
Vsak ion obravnava kot ločeno, oba pa imata molarnost koncentracije, produkt teh molarnosti pa je enak Ksp, konstanta topnega produkta. Vendar je drugi ion (F) drugačen. Ima koeficient 2, kar pomeni, da vsak fluoridni ion šteje posebej. Če želite to upoštevati po zamenjavi z X, v oklepaje vstavite koeficient:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (2X)2
Zdaj se odločite za X:
3,7 x 10-8 = (X) (4X2)
3,7 x 10-8 = 4X3
X = .0021 M
To je koncentracija raztopine v molih na liter.
Določite raztopljeno količino
Če želite najti količino raztopljene snovi, pomnožite z litri vode in nato pomnožite z molarno maso. Na primer, če se je vaša snov raztopila v 500 ml vode, je .0021 molov na liter krat .5 litrov enako .00105 molov. Iz periodične tabele je povprečna atomska masa svinca 207,2, fluora pa 19,00. Ker ima molekula svinčevega fluorida 2 atoma fluora, pomnožimo njegovo maso za 2, da dobimo 38,00. Skupna molarna masa svinčevega fluorida je 245,20 grama na mol. Ker ima vaša raztopina .0021 molov raztopljene snovi, .0021 molov krat 245.20 gramov na mol daje .515 gramov raztopljenih svinčevih in fluoridnih ionov.