In de chemie hebben sommige ionische vaste stoffen een lage oplosbaarheid in water. Een deel van de stof lost op en er blijft een klont vast materiaal over. Om precies te berekenen hoeveel oplost, gebruikt u K _{sp, de oplosbaarheidsproductconstante, samen met een expressie afgeleid van de oplosbaarheidsevenwichtsreactie voor de stof.}

Formuleer oplosbaarheid Reactie -

Schrijf de uitgebalanceerde oplosbaarheid-reactievergelijking voor de stof waarin je geïnteresseerd bent. Dit is de vergelijking die beschrijft wat er gebeurt als de vaste en opgeloste delen een evenwicht bereiken. Om een ​​voorbeeld te nemen, lood fluoride, PbF _{2, lost op in lood en fluoride ionen in een omkeerbare reactie:}

PbF _{2 ⇌ Pb ^{2+ + 2F -}}

Houd er rekening mee dat de positieve en negatieve kosten aan beide zijden in evenwicht moeten zijn. Merk ook op, hoewel lood een +2 ionisatie heeft, heeft fluoride -1. Om de ladingen in evenwicht te brengen en het aantal atomen voor elk element te berekenen, vermenigvuldigt u het fluoride aan de rechterkant met de coëfficiënt 2.

Formuleer Ksp-vergelijking

Zoek de constante van het oplosbaarheidsproduct op voor de stof waarin je geïnteresseerd bent. Chemieboeken en websites hebben tabellen met ionische vaste stoffen en de bijbehorende oplosbaarheidsproductconstanten. Om het voorbeeld van loodfluoride te volgen, is de K _{sp 3,7 x 10 ^{-8. Dit cijfer bevindt zich aan de linkerkant van de K sp-vergelijking. Aan de rechterkant breekt u elk ion tussen vierkante haken uit. Merk op dat een polyatomair ion zijn eigen haakjes zou krijgen, je scheidt het niet in afzonderlijke elementen. Voor de ionen met coëfficiënten wordt de coëfficiënt een macht, zoals in de volgende uitdrukking:}}

K _{sp = 3.7 x 10 ^{-8 = [Pb 2 +] [F < sup> -] 2}}

Vervangen en oplossen

De bovenstaande uitdrukking stelt de oplosbaarheidsproductconstante Ksp met de twee opgeloste ionen gelijk maar verschaft nog niet de concentratie. Om de concentratie te vinden, vervangt u X voor elk ion als volgt:

K _{sp = 3.7 x 10 ^{-8 = (X) (X) 2}}

Dit behandelt elk ion als onderscheidbaar, beide hebben een concentratiemolariteit en het product van die molariteiten is gelijk aan K _{sp, de constante van het oplosbaarheidsproduct. Het tweede ion (F) is echter anders. Het heeft een coëfficiënt van 2, wat betekent dat elk fluoride-ion afzonderlijk telt. Om hier rekening mee te houden na de vervanging door X, plaatst u de coëfficiënt tussen haakjes:}

K _{sp = 3.7 x 10 ^{-8 = (X) (2X) 2}}

Nu oplossen voor X:

3,7 x 10 ^{-8 = (X) (4X 2)}

3,7 x 10 ^{-8 = 4X 3}

X = .0021 M

Dit is de concentratie van de oplossing in mol per liter.

Bepaal opgeloste hoeveelheid -

Om het bedrag te vinden van de opgeloste stof, vermenigvuldig met liters water, vermenigvuldig dan met de molecuulmassa. Als uw stof bijvoorbeeld in 500 ml water is opgelost, is 0,0021 mol per liter maal 0,5 liter gelijk aan 0,00105 mol. Uit het periodiek systeem is de gemiddelde atomaire massa van lood 207,2 en fluor 19,00. Omdat het fluoride-loodmolecuul 2 fluoratomen bevat, vermenigvuldigt u de massa met 2 om 38,00 te krijgen. Het totale molecuulgewicht van loodfluoride is dan 245,20 gram per mol. Aangezien uw oplossing 0,0021 mol opgeloste stof bevat, geeft 0,0021 mol maal 245,20 gram per mol 0,15 gram opgeloste lood- en fluoride-ionen af.