Bepaling van oplosbaarheid

In chemie word oplosbaarheid gebruik om die eienskappe te beskryf van `n vaste stof wat gemeng is met en heeltemal opgelos word in `n vloeistof, wat geen onopgeloste deeltjies agterlaat nie. Slegs (gelaaide) ioniese verbindings is oplosbaar. Vir praktiese doeleindes is dit genoeg om `n paar reëls te memoriseer, of `n lys reëls te raadpleeg, om jou te vertel of die meeste ioniese verbindings sal stol wanneer dit met water gemeng word, of as `n aansienlike hoeveelheid daarvan sal oplos. In werklikheid sal sommige molekules oplos selfs as jy geen veranderinge sien nie, so vir presiese eksperimente sal jy moet weet hoe om hierdie hoeveelheid te bereken.

Trappe

Metode 1 van 2: Gebruik vinnige reëls

Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 1
1. Kom meer te wete oor ioniese verbindings. Elke atoom het gewoonlik `n paar elektrone, maar soms kry of verloor hulle `n ekstra elektron. Die resultaat is a ioon met `n elektriese lading. Wanneer `n ioon met `n negatiewe lading (`n ekstra elektron) `n ioon met `n positiewe lading ontmoet (`n elektron ontbreek), bind hulle saam, net soos die negatiewe en positiewe punte van twee magnete. Die resultaat is `n ioniese binding.
  • Ione met `n negatiewe lading word genoem anione, en ione met `n positiewe lading katione.
  • Normaalweg is die aantal elektrone in `n atoom gelyk aan die aantal protone, waar die elektriese ladings in ewewig is.
Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 2
2. Weet wat oplosbaarheid beteken. Watermolekules (H2O) het `n ongewone struktuur, wat hulle baie soos `n magneet laat optree: die een kant het `n positiewe lading terwyl die ander kant negatief gelaai is. Wanneer jy `n ioniese binding met water meng, sal hierdie `watermagnete` rondom dit versamel en probeer om die positiewe en negatiewe ione uitmekaar te trek. Sommige ioniese bindings is nie baie styf saamgevoeg nie; hierdie is oplosbaar, want water sal die binding breek en oplos. Ander samestellings het sterker bindings, en is Nie oplosbaar nie,omdat hulle ondanks die watermolekules bymekaar kan bly.
  • Sommige verbindings het interne bindings wat in sterkte vergelykbaar is met die trek van die water. Hierdie stowwe is matig oplosbaar, omdat `n beduidende deel van die verbande (maar nie almal nie) uitmekaar getrek sal word.
  • Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 3
    3. Bestudeer die reëls van oplosbaarheid. Omdat die interaksies tussen atome redelik kompleks is, is dit nie altyd intuïtief watter verbindings oplosbaar en onoplosbaar is nie. Soek die eerste ioon in die verbinding in die lys hieronder om uit te vind hoe dit gewoonlik optree, kyk dan na die uitsonderings om seker te maak dat die tweede ioon nie ongewoon interaksie het nie.
  • Byvoorbeeld, vir strontiumchloried (SrCl2), soek vir Sr of Cl in die vetgedrukte stappe wat hieronder aangedui word. Cl is `gewoonlik oplosbaar`, so kyk hieronder vir uitsonderings. Sr word nie as `n uitsondering verklaar nie, so SrCl moet wees2 oplosbaar wees.
  • Die mees algemene uitsonderings op elke reël word hieronder gelys. Daar is ander uitsonderings, maar jy sal dit waarskynlik nie in `n tipiese chemieklas of laboratorium sien nie.
  • Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 4
    4. Verbindings is oplosbaar as hulle alkalimetale bevat, insluitend Li, Na, K, Rb en ​​Cs. Dit word ook die elemente van Groep IA genoem: litium, natrium, kalium, rubidium en sesium. Byna enige verbinding met een van hierdie ione is oplosbaar.
  • Uitsondering: Li3PO4 is nie oplosbaar nie.
  • Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 5
    5. Verbindings met NO3, C2huh3O2, GEEN2, ClO3 en ClO4 is oplosbaar. Dit is onderskeidelik nitraat-, asetaat-, nitriet-, chloraat- en perchloraatione. Let daarop dat asetaat dikwels met OAc afgekort word.
  • Uitsonderings: Ag(OAc) (silwer asetaat) en Hg(OAc)2 (kwikasetaat) is nie oplosbaar nie.
  • AgNO2 en KClO4 is slegs `gedeeltelik oplosbaar`.
  • Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 6
    6. verbindings met Cl, Br en I is meestal oplosbaar. Chloried-, bromied- en jodiione vorm byna altyd oplosbare verbindings, ook bekend as die halogeensoute.
  • Uitsondering: As een van hierdie bind met ione van silwer (Ag), kwik (Hg2), of lood (Pb), dan is die resultaat nie oplosbaar nie. Dieselfde geld vir die minder algemene verbindings met koper (Cu) en tallium (Tl).
  • Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 7
    7. Verbindings met SO4 is gewoonlik oplosbaar. Die sulfaatioon vorm gewoonlik oplosbare verbindings, maar daar is verskeie uitsonderings.
  • Uitsonderings: Die sulfaatioon vorm onoplosbare verbindings met die volgende ione: strontium Sr, barium Ba, lood Pb, silwer Ag, kalsium Ca, radium Ra en diatomiese silwer Ag2. Let daarop dat silwersulfaat en kalsiumsulfaat net genoeg oplos om soms matig oplosbaar genoem te word.
  • Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 8
    8. Verbindings met OH of S is nie oplosbaar nie. Dit is die hidroksied- en sulfiedione onderskeidelik.
  • Uitsonderings: Onthou jy die alkalimetale (Groep I-A) en hoe graag hulle daarvan hou om onoplosbare verbindings te vorm? Li, Na, K, Rb en ​​Cs vorm almal oplosbare verbindings met hidroksied- of sulfiedione. Daarbenewens vorm hidroksied oplosbare soute met aardalkalimetale (Groep II-A) ione: kalsium Ca, strontium Sr en barium Ba. Let daarop dat die verbindings van hidroksied met alkaliese aarde net genoeg molekules het om aan mekaar te kleef om soms as `swak oplosbaar` beskou te word.
  • Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 9
    9. Verbindings met CO3 of PO4 is nie oplosbaar nie. Kyk nog `n laaste keer vir karbonaat- en fosfaatione, en jy moet weet wat om van die verbinding te verwag.
  • Uitsonderings: Hierdie ione vorm oplosbare verbindings met die gewone stowwe, die alkalimetale Li, Na, K, Rb en ​​Cs, asook met ammonium NH4.
  • Metode 2 van 2: Bereken die oplosbaarheid van die Ksp

    Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 10
    1. Vind die oplosbaarheidsproduk van die konstante Ksp. Hierdie konstante verskil vir elke verbinding, so jy sal dit in `n tabel in jou handboek of aanlyn. Aangesien hierdie waardes eksperimenteel bepaal word, kan hulle baie verskil van tabel tot tabel, daarom is dit die beste om die tabel in jou handboek te gebruik, as daar een is. Tensy anders vermeld, aanvaar die meeste tabelle `n omgewingstemperatuur van 25o C.
    • Byvoorbeeld, as jy loodjodied (PbI2), skryf dan die ewewigskonstante van die oplosbaarheidsproduk neer. Gebruik jy `n tafel op bilbo.chm.uri.edu, gebruik dan die konstante 7.1×10.
    Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 11
    2. Skryf eers die chemiese vergelyking neer. Bepaal eers hoe die verbinding in ione verdeel wanneer dit oplos. Skryf nou `n vergelyking met Ksp aan die een kant en die individuele ione aan die ander kant.
  • Byvoorbeeld, `n molekule van PbI2 verdeel in die ione Pb, I en `n ander I (jy hoef net die lading van een ioon te ken of op te soek, want jy weet dat die totale verbinding altyd `n neutrale lading het).
  • Skryf die vergelyking neer 7.1×10 = [Pb][I]
  • Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 12
    3. Pas die vergelyking aan om veranderlikes te gebruik. Herskryf die vergelyking as `n eenvoudige algebra probleem, gebruik jou kennis van die aantal molekules of ione. Stel x gelyk aan die hoeveelheid van die stof wat sal oplos, en herskryf die veranderlikes as die getalle van elke ioon in terme van x.
  • In ons voorbeeld herskryf ons 7.1×10 = [Pb][I]
  • Aangesien daar net een loodioon (Pb) in die verbinding is, sal die aantal opgeloste verbindingsmolekules gelyk wees aan die aantal vrye loodione. Ons kan dus [Pb] met x vervang.
  • Aangesien daar twee jodiumione (I) vir elke loodioon is, kan ons die aantal jodiumatome gelykstel aan 2x.
  • Die vergelyking is nou 7.1×10 = (x)(2x)
  • Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 13
    4. Oorweeg gewone ione, indien enige. Slaan hierdie stap oor wanneer die verbinding in suiwer water opgelos word. As die verbinding egter opgelos word in `n oplossing wat reeds een of meer van sy samestellende ione bevat (`n `gewone ioon`), word die oplosbaarheid aansienlik verminder. Die effek van die gewone ione is die meeste waarneembaar in verbindings wat meestal onoplosbaar is, en in hierdie gevalle kan jy aanvaar dat die oorgrote meerderheid ione by ewewig afkomstig is van die ioon wat reeds in die oplossing teenwoordig is. Herskryf die vergelyking met die bekende molêre konsentrasie (mol per liter, of M) van die ione wat reeds in die oplossing teenwoordig is, en vervang die waarde van x wat jy vir daardie ioon gebruik het.
  • Byvoorbeeld, as ons lood-jodiumverbinding opgelos is in `n oplossing wat 0,2 M loodchloried (PbCl) bevat2), dan kan ons die vergelyking herskryf as 7.1×10 = (0.2M+x)(2x). En daarna, omdat 0.2M so `n hoër konsentrasie as x is, kan ons dit veilig herskryf as 7.1×10 = (0.2M)(2x).
  • Prent getiteld Bepaal oplosbaarheid Stap 14
    5. Los die vergelyking op. Los x op en weet hoe oplosbaar die verbinding is. As gevolg van die manier waarop die oplosbaarheidskonstante gedefinieer word, sal jou antwoord uitgedruk word as die mol van die opgeloste verbinding per liter water. Jy sal dalk `n sakrekenaar nodig hê om die finale antwoord te kry.
  • Die volgende is van toepassing op oplosbaarheid in suiwer water, nie met enige gewone ione nie.
  • 7,1×10 = (x)(2x)
  • 7,1×10 = (x)(4x)
  • 7,1×10 = 4x
  • (7,1×10) 4 = x
  • x = ∛((7,1×10) ÷ 4)
  • x = 1,2 x 10 mol per liter sal oplos. Dit is `n baie klein hoeveelheid, so jy weet dat hierdie verbinding in beginsel swak oplosbaar is.
  • Benodigdhede

    • Tabel van konstantes vir oplosbaarheidsprodukte (Ksp) vir verbindings.

    Wenke

    • As jy eksperimentele data het oor hoeveel `n verbinding opgelos het, kan jy dieselfde vergelyking gebruik om die oplosbaarheidskonstante K op te lossp.

    Waarskuwings

    • Daar is geen universeel aanvaarde definisie van hierdie terme nie, maar chemici stem saam oor die meeste verbindings. Sommige randgevalle met betrekking tot die verbindings met `n beduidende proporsie van opgeloste en onopgeloste molekules kan beskryf word met verskillende oplosbaarheidstabelle.
    • Sommige ouer handboeke gee NH4OH weer as `n oplosbare verbinding. Dit is verkeerd; klein hoeveelhede NH4 en OH-ione kan waargeneem word, maar kan nie geïsoleer word om `n verbinding te vorm nie.

    Оцените, пожалуйста статью