gtemata.com

Cum se determină solubilitatea

Solubilitatea este un concept care este folosit în chimie pentru a exprima capacitatea unui compus solid de a se dizolva complet într-un lichid fără a lăsa particule nedizolvate. Numai compușii ionici sunt solubili. Pentru a rezolva problemele practice, este suficient să se memoreze anumite reguli sau se referă la un tabel de compuși solubili, pentru a ști dacă majoritatea compusului ionic rămâne solidă sau în cazul în care se dizolvă o cantitate considerabilă o dată scufundat în apă. În realitate, unele molecule se topește chiar dacă nu puteți vedea modificări, astfel încât sunt necesare experimente precise pentru a afla cum se calculează aceste cantități.

paşi

Metoda 1

Utilizați Reguli rapide
Imaginea cu titlul Determinați solubilitatea Pasul 1
1
Compuși ionici de studiu. Fiecare atom are un anumit număr de electroni, dar uneori mai dobândește sau o pierde - rezultatul este unul ion care este echipat cu o încărcătură electrică. Atunci când un ion negativ (un atom cu un electron suplimentar) întâlnește un ion pozitiv (care a pierdut un electron) este format dintr-o legătură, așa cum se întâmplă pentru polii negativi și pozitivi ai calamite- rezultatul este un compus ionic.
  • Sunt numiți ioni încărcați negativ anioni, cei cu o taxă pozitivă cationi.
  • În mod normal, numărul de electroni este egal cu cel al protonilor care neutralizează sarcina atomului.
  • Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 2
    2
    Aflați conceptul de solubilitate. Moleculele de apă (H2O) au o structură neobișnuită care le face similare cu magneții: au un capăt cu o sarcină pozitivă și altul cu o încărcare negativă. Când un compus ionic este aruncat în apă, acesta este înconjurat de acestea "magneți" lichide care încearcă să separe cationul de anion. Unii compuși ionici nu au o legătură foarte puternică, așa că sunt solubil, deoarece apa le poate diviza și dizolva - altele sunt mai multe "rezistent" și insolubil, deoarece acestea rămân unite în ciuda acțiunii moleculelor de apă.
  • Unii compuși au legături interne cu aceeași forță a puterii de atracție a moleculelor și sunt numiți ușor solubil, deoarece o parte semnificativă se topește în apă, în timp ce restul rămâne compact.
  • Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 3
    3
    Studiați regulile de solubilitate. Deoarece interacțiunile dintre atomi sunt destul de complexe, înțelegerea substanțelor care sunt solubile și care sunt insolubile nu este întotdeauna un proces intuitiv. Observați primul ion al compușilor descriși mai jos pentru a-și găsi comportamentul normal - mai târziu, verificați excepțiile pentru a vă asigura că nu interacționează într-un anumit mod.
  • De exemplu, pentru a ști dacă clorura de stronțiu (SrCl2) este solubil, controlează comportamentul lui Sr sau Cl în pașii îndrăzneți enumerați mai jos. Cl este "în general solubil", trebuie să verificați dacă există excepții - Sr nu este prezent în lista de excepții, prin urmare, puteți spune că compusul este solubil.
  • Excepțiile cele mai comune fiecărei reguli sunt scrise mai jos, însă altele se întâlnesc rareori în timpul unui curs de chimie sau al unei experiențe de laborator.
  • Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 4
    4
    Compușii sunt solubili dacă conțin metale alcaline cum ar fi: Li+, na+, K+, rb+ și Cs+. Acestea sunt numite elemente din grupa IA: litiu, sodiu, potasiu, rubidiu și cesiu - aproape toți compușii ionici care le conțin sunt solubili.
  • excepţii: Li3PO4 este insolubil.
  • Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 5
    5
    Compușii de NO3-, C2H3SAU2-, NU2-, ClO3- și ClO4- ele sunt solubile. Respectiv, ionii sunt: ​​nitrat, acetat, nitrit, clorat și perclorat - amintiți-vă că acetatul este adesea abreviat cu OAc.
  • excepţii: Ag (OAc) (acetat de argint) și Hg (OAc)2 (acetat de mercur) sunt insolubile.
  • AgNC2- și KCIO4- Sunt singur "ușor solubil".
  • Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 6
    6
    Compușii Cl-, br- și eu- ele sunt în mod normal solubile. Ionii de clorură, bromură și iodură formează aproape întotdeauna compuși solubili numiți halogenuri.
  • excepţii: dacă oricare dintre acești ioni se leagă de ionul de argint Ag+, mercur Hg22+ sau plumb Pb2+, compusul rezultat este insolubil - același lucru se aplică și compușilor mai puțin obișnuiți formați de ionul de cupru Cu+ și din taliu Tl+.
  • Imaginea intitulă Determinați solubilitatea Pasul 7
    7
    Compușii care conțin So42- ele sunt în general solubile. Ionul de sulfat formează de obicei compuși solubili, dar există mai multe particularități.
  • excepţii: ionul sulfat creează compuși insolubili cu ioni: stronțiu Sr2+, bario Ba2+, conduce Pb2+, argint Ag+, Ca calciu2+, radio Ra2+ și diatomic de argint Hg22+. Amintiți-vă că argintul și sulfatul de calciu se topește suficient pentru ca oamenii să le considere ușor solubili.
  • Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 8
    8
    Compușii care conțin OH- o S2- ele sunt insolubile. Acestea sunt, respectiv, ionii de hidroxid și sulfură.
  • excepţii: vă amintiți metalele alcaline (ale grupului IA) și modul în care ele formează compuși solubili? Li+, na+, K+, rb+ și Cs+ toate sunt ioni care formează compuși solubili cu acel hidroxid și sulfură. Acestea din urmă se leagă, de asemenea, la ionii alcalino-pământoși (grupa IIA) pentru a obține săruri solubile: calciu Ca2+, stronțiu Sr2+ și bariu Ba2+. Compușii care rezultă din legătura dintre ionul de hidroxid și metalele alcalino-pământoase au suficiente molecule pentru a rămâne compacte până la punctul în care sunt uneori considerate "ușor solubil".


  • Imaginea intitulă Determinați solubilitatea Pasul 9
    9
    Compușii care conțin CO32- sau PO43- ele sunt insolubile. Un control final asupra ionilor de carbonat și fosfat ar trebui să vă permită să înțelegeți ce să așteptați de la compus.
  • excepţii: acești ioni formează compuși solubili cu metale alcaline (Li+, na+, K+, rb+ și Cs+), precum și cu ionul de amoniu NH4+.

    • Metoda 2

    Calculați solubilitatea de la Ksp
    Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 10
    1
    Căutați constanta de solubilitate Ksp. Aceasta este o valoare diferită pentru fiecare compus, deci ar trebui să consultați un tabel în manual sau on-line. Deoarece acestea sunt numere determinate experimental, ele pot schimba foarte mult în funcție de tabelul pe care îl decideți să îl utilizați - deci vă referiți la ceea ce găsiți în cartea de chimie, dacă este cazul. Dacă nu se specifică în mod expres, majoritatea tabelelor consideră că lucrați la 25 ° C.
    • De exemplu, dacă dizolvați iodura de plumb cu PbI2, notați constanta de solubilitate - dacă tabelul de referință este acest, utilizați valoarea 7.1 × 10-9.
  • Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 11
    2
    Scrieți ecuația chimică. Mai întâi, determinați modul în care compusul se separă în ioni atunci când se topește și apoi scrie ecuația cu valoarea lui Ksp pe de o parte și ionii constituenți pe cealaltă parte.
  • De exemplu, moleculele de PbI2 ele se separă în ioni de Pb2+, - și eu--. Trebuie să știți sau să căutați numai încărcarea unui ion, deoarece știți că cel general al compusului este întotdeauna neutru.
  • Scrieți ecuația 7,1 × 10-9 = [Pb2+] [I-]2.
  • Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 12
    3
    Modificați-l pentru a utiliza variabilele. Rescrieți-o ca și cum ar fi o problemă simplă de algebră, folosind valorile pe care le cunoașteți despre molecule și ioni. Setați ca necunoscut (x) cantitatea de compus care topeste și rescrie variabilele reprezentând fiecare ion în termeni de x.
  • În exemplul considerat, trebuie să rescrieți: 7.1 × 10-9 = [Pb2+] [I-]2.
  • Deoarece există un atom de plumb (Pb) în compus, numărul moleculelor dizolvate este egal cu numărul de ioni de plumb liberi - în consecință: [Pb2+] = x.
  • Având în vedere că există doi ioni de iod (I) pentru fiecare ion de plumb, puteți determina că cantitatea de ioni de iod este egală cu 2x.
  • Ecuația devine: 7.1 × 10-9 = (x) (2x)2.
  • Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 13
    4
    Luați în considerare ioni obișnuiți, dacă există. Dacă dizolvați amestecul în apă pură, puteți ignora acest pasaj - dacă acesta a fost dizolvat într-o soluție care conține unul sau mai mulți ioni constituenți ("ioni obișnuiți"), solubilitatea scade semnificativ. Comun Efectul ionic este mai evident în compuși care sunt în mare parte insolubile și în acest caz, se poate considera că marea majoritate a ionilor în echilibru provine din cea deja prezentă în soluție. Rescriem ecuația pentru a include concentrația molară (moli per litru sau M) ale ionilor care sunt deja în soluție și înlocuind valoarea lui x care ați folosit pentru acel ion specific.
  • De exemplu, dacă compusul de iodură de plumb a fost dizolvat într-o soluție cu 0,2 M, ar trebui să rescrieți ecuația ca: 7.1 × 10-9 = (0,2M + x) (2x)2. Având în vedere că 0,2 M este o concentrație mult mai mare de x, puteți rescrie în siguranță ecuația în acest mod: 7.1 × 10-9 = (0,2M) (2x)2.
  • Imaginea cu titlul Determinarea solubilității Pasul 14
    5
    Efectuați calculele. Rezolvați ecuația pentru x și știți cât de solubil este compusul. Având în vedere metoda prin care se stabilește constanta de solubilitate, soluția este exprimată în moli de compus dizolvat pe litru de apă. Pentru acest calcul poate fi necesar să utilizați un calculator.
  • Calculele descrise mai jos iau în considerare solubilitatea în apă pură fără ioni obișnuiți:
  • 7,1 x 10-9 = (x) (2x)2;
  • 7,1 x 10-9 = (x) (4x2);
  • 7,1 x 10-9 = 4x3;
  • (7,1 x 10-9) ÷ 4 = x3;
  • x = ∛ ((7,1 × 10-9) ÷ 4);
  • x = se vor topi de 1,2 x 10-3 molii pe litru. Aceasta este o cantitate foarte mică, astfel încât să puteți spune că compusul este în esență insolubil.

    • Lucruri de care ai nevoie

    • Tabelul constantelor de solubilitate ale compușilor (Ksp)

    Sfaturi

    • Dacă aveți date experimentale despre cantitățile de compus dizolvat, puteți utiliza aceeași ecuație pentru a găsi constanta de solubilitate Ksp.

    Avertismente

    • Nu există o definiție acceptată universal pentru acești termeni, dar chimiștii sunt de acord cu majoritatea compușilor. Unele cazuri de limită în care o cantitate considerabilă de molecule dizolvate și nu dizolvate sunt descrise diferit față de diferitele tabele de solubilitate.
    • Unele manuale vechi listează NH4OH între compușii solubili. Aceasta este o greșeală: pot fi detectate cantități mici de NH4+ și ionii OH-, dar ele nu pot fi izolate pentru a forma un compus.
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit