Содержание
- Сформулировать реакцию растворимости
- Сформулировать уравнение Ksp
- Заменить и решить
- Определить растворенную сумму
В химии некоторые ионные твердые вещества имеют низкую растворимость в воде. Часть вещества растворяется, и остается кусок твердого материала. Чтобы точно рассчитать, сколько растворяется, вы используете Kзрконстанта продукта растворимости вместе с выражением, полученным в результате реакции равновесия растворимости для вещества.
Сформулировать реакцию растворимости
Напишите сбалансированное уравнение реакции растворимости для интересующего вас вещества. Это уравнение, которое описывает, что происходит, когда твердые и растворенные части достигают равновесия. Возьмем, к примеру, фторид свинца, PbF2, растворяется в ионы свинца и фтора в обратимой реакции:
PbF2 ⇌ Pb2+ + 2F-
Обратите внимание, что положительные и отрицательные заряды должны быть сбалансированы с обеих сторон. Также обратите внимание, что хотя свинец имеет ионизацию +2, фторид имеет -1. Чтобы сбалансировать заряды и учесть количество атомов для каждого элемента, умножьте фторид с правой стороны на коэффициент 2.
Сформулировать уравнение Ksp
Найдите константу продукта растворимости для интересующего вас вещества. В книгах по химии и на веб-сайтах есть таблицы ионных веществ и соответствующие им константы продукта растворимости. Чтобы следовать примеру фторида свинца, Кзр 3,7 х 10-8, Эта цифра идет на левой стороне Кзр уравнение. С правой стороны вы выделяете каждый ион в квадратных скобках. Обратите внимание, что многоатомный ион получил бы свои собственные скобки, вы не делите его на отдельные элементы. Для ионов с коэффициентами коэффициент становится степенью, как в следующем выражении:
Кзр= 3,7 х 10-8 = 2
Заменить и решить
Вышеприведенное выражение приравнивает константу продукта растворимости Ksp к двум растворенным ионам, но еще не обеспечивает концентрацию. Чтобы найти концентрацию, замените X для каждого иона следующим образом:
Кзр= 3,7 х 10-8 = (X) (X)2
При этом каждый ион рассматривается как отдельный, оба из которых имеют концентрационную молярность, а произведение этих молярностей равно Kзрпостоянная продукта растворимости. Однако второй ион (F) отличается. Он имеет коэффициент 2, что означает, что каждый фторид-ион считает отдельно. Чтобы учесть это после замены на X, поместите коэффициент в круглые скобки:
Кзр= 3,7 х 10-8 = (X) (2X)2
Теперь решите для X:
3,7 х 10-8 = (X) (4X2)
3,7 х 10-8 = 4X3
Х = 0,0021 М
Это концентрация раствора в молях на литр.
Определить растворенную сумму
Чтобы найти количество растворенного вещества, умножьте на литры воды, затем умножьте на молярную массу. Например, если ваше вещество растворилось в 500 мл воды, 0,0021 моль на литр умножить на 0,5 л равно 0,00105 моль. Из таблицы Менделеева средняя атомная масса свинца составляет 207,2, а фтора - 19,00. Поскольку молекула фторида свинца имеет 2 атома фтора, умножьте ее массу на 2, чтобы получить 38,00. Общая молярная масса фторида свинца составляет 245,20 г / моль. Поскольку ваш раствор содержит 0,0021 моль растворенного вещества, 0,0021 моль раз 245,20 г / моль дает 5,55 г растворенного свинца и фторид-ионов.