science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe oplosbaarheid te berekenen op basis van KSP

In de chemie hebben sommige ionische vaste stoffen een lage oplosbaarheid in water. Een deel van de stof lost op en er blijft een brok vast materiaal achter. Om precies te berekenen hoeveel oplost, gebruikt u K sp, de oplosbaarheidsproductconstante, samen met een uitdrukking afgeleid van de oplosbaarheidsevenwichtsreactie voor de stof.
Formuleer oplosbaarheidsreactie

Schrijf de gebalanceerde oplosbaarheid reactievergelijking voor de stof waarin u geïnteresseerd bent. Dit is de vergelijking die beschrijft wat er gebeurt wanneer de vaste en opgeloste delen een evenwicht bereiken. Om een voorbeeld te geven, loodfluoride, PbF 2, lost op in lood- en fluoride-ionen in een omkeerbare reactie:

PbF 2 ⇌ Pb 2+ + 2F -

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

Zoek de oplosbaarheidsproductconstante voor de stof die u zijn geïnteresseerd in. Chemieboeken en -websites hebben tabellen met ionische vaste stoffen en hun overeenkomstige oplosbaarheidsproductconstanten. Om het voorbeeld van loodfluoride te volgen, is de K 3,7 x 10 <-8>. Deze figuur staat aan de linkerkant van de K sp-vergelijking. Aan de rechterkant breek je elk ion tussen vierkante haakjes. Merk op dat een polyatomisch 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 \u003d 3.7 x 10 -8 \u003d [Pb 2 +] [F < sup> -] 2
Vervangen en oplossen

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

K sp \u003d 3.7 x 10 -8 \u003d (X) (X) 2

Dit behandelt elk ion als verschillend, beide hebben een concentratiemolariteit en het product van die molariteiten is gelijk aan K

K sp \u003d 3.7 x 10 -8 \u003d (X) (2X) 2

Los nu op voor X:

3,7 x 10 -8 \u003d (X) (4X 2)

3,7 x 10 -8 \u003d 4X 3

X \u003d .0021 M

Dit is de oplossingsconcentratie in mol per liter.
Bepaal opgeloste hoeveelheid

De hoeveelheid opgeloste stof bepalen substantie, vermenigvuldig met liters water, vermenigvuldig dan met de molaire massa. Als uw stof bijvoorbeeld is opgelost in 500 ml water, is 0,0021 mol per liter maal 0,5 liter gelijk aan 0,00105 mol. Uit het periodiek systeem is de gemiddelde atoommassa van lood 207,2 en fluor is 19,00. Aangezien het loodfluoridemolecuul 2 fluoratomen heeft, vermenigvuldigt u de massa met 2 om 38,00 te krijgen. De totale molaire massa van loodfluoride is dan 245,20 gram per mol. Omdat uw oplossing 0,001 mol opgeloste stof bevat, geeft 0,0021 mol maal 245,20 gram per mol 0,515 gram opgeloste lood- en fluoride-ionen.