Когда ионная молекула, как столовая соль, растворяется в воде, она разделяется на анионы и катионы. Анионы - это атомы или молекулы, которые заряжены отрицательно, потому что у них есть один или несколько дополнительных электронов. Катионы - это атомы или молекулы, которые заряжены положительно, потому что им не хватает одного или нескольких электронов. Рассчитать концентрацию иона, которая получается, когда ионная молекула растворяется в воде, нетрудно сделать, если вы знаете постоянную растворимости молекул и концентрацию противоположно заряженного иона.
Рассмотрим ионную молекулу, которую вы изучаете, и определите, как она растворяется в воде - каковы образующиеся катионы и анионы. Например, фторид свинца (II), PbFl2, дает катионы свинца и анионы фтора. Как правило, молекулярные формулы ионных молекул записываются сначала с катионом.
Посмотрите константу продукта растворимости вашей молекулы. Константа продукта растворимости является отражением того, насколько тщательно ионная молекула растворяется в 1-мольном (М) растворе. Вторая ссылка в разделе «Ссылки» ниже содержит константы растворимости для многих ионных молекул. Отсюда видно, что константа растворимости для фторида свинца (II) составляет 1,1 × 10 -7.
Напишите общее уравнение для константы продукта растворимости, затем заполните детали для молекулы, которую вы изучаете. Константа продукта растворимости для общей ионной молекулы AyBz составляет:
Константа растворимости = (Концентрация A) ^ y x (Концентрация B) ^ z
Если мы добавим один моль PbFl2 к достаточному количеству воды, чтобы получить общую концентрацию PbFl2 в 1 моль (М), наше уравнение будет выглядеть следующим образом:
1,1 x 10 ^ -7 = (концентрация катиона Pb) ^ 1 x (концентрация аниона Fl) ^ 2))
Изучите концентрацию катиона или аниона, чтобы решить для другого. Вы не можете рассчитать концентрацию одного иона, не зная другого. Проблемы в книгах по химии всегда будут давать; в лаборатории вам придется измерять концентрацию одного из ионов с помощью титрования. В нашем примере представьте, что концентрация аниона фтора в растворе составляла 3,0 × 10 ^ -3 М.
Решение уравнения константы растворимости для концентрации катиона Pb дает нам:
Концентрация катиона Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / Концентрация аниона Fl
Включение известной концентрации выходов аниона Fl.
Концентрация катиона Pb = 1,1 х 10 ^ -7 / 1,0 х 10-3 = 1,1 х 10 ^ -10 М
Концентрация катиона свинца в растворе PbFl2 с концентрацией фторид-аниона 1,0 × 10 ^ -3 М составляет 1,1 × 10 ^ -10 М.