Zawartość

• Do kroku
• Metoda 1 z 2: Korzystanie z szybkich reguł
• Metoda 2 z 2: Obliczanie rozpuszczalności K._sp
• Potrzeby
• Porady
• Ostrzeżenia

W chemii rozpuszczalność jest używana do opisania właściwości ciała stałego, które miesza się z cieczą i całkowicie w niej rozpuszcza, bez pozostawiania nierozpuszczonych cząstek. Rozpuszczalne są tylko (naładowane) związki jonowe. Ze względów praktycznych zapamiętanie kilku zasad lub zapoznanie się z listą zasad wystarczy, aby stwierdzić, czy większość związków jonowych pozostanie w stanie stałym po zmieszaniu z wodą, czy też rozpuści się znaczna ich ilość. W rzeczywistości niektóre cząsteczki rozpuszczą się, nawet jeśli nie zobaczysz żadnych zmian, więc do precyzyjnych eksperymentów musisz wiedzieć, jak obliczyć tę ilość.

Do kroku

Metoda 1 z 2: Korzystanie z szybkich reguł

1. Dowiedz się więcej o związkach jonowych. Każdy atom ma zwykle pewną liczbę elektronów, ale czasami zyskują lub tracą jeden dodatkowy elektron. Wynik jest jeden jon z ładunkiem elektrycznym. Kiedy jon o ładunku ujemnym (dodatkowy elektron) napotyka jon o ładunku dodatnim (brakuje elektronu), łączą się one ze sobą, podobnie jak ujemne i dodatnie końce dwóch magnesów. Rezultatem jest wiązanie jonowe.
   • Nazywa się jony o ładunku ujemnym anionyi jony z ładunkiem dodatnim kationy.
   • Zwykle liczba elektronów w atomie jest równa liczbie protonów, w których ładunki elektryczne są w równowadze.
2. Znaj rozpuszczalność. Cząsteczki wody (H.₂O) mają niezwykłą strukturę, dzięki której zachowują się jak magnes: jeden koniec ma ładunek dodatni, a drugi ujemny. Kiedy miesza się wiązanie jonowe z wodą, te „magnesy wodne” gromadzą się wokół niego, próbując rozdzielić jony dodatnie i ujemne. Niektóre wiązania jonowe nie są ze sobą bardzo ścisłe; to są rozpuszczalnyponieważ woda rozerwie i rozpuści więź. Inne kompozyty mają silniejsze wiązania i są Nie do rozwiązaniaponieważ mogą się sklejać pomimo cząsteczek wody.
   • Niektóre połączenia mają wewnętrzne wiązania, których wytrzymałość jest porównywalna z siłą przyciągania wody. Te substancje są średnio rozpuszczalny, ponieważ znaczna część (ale nie wszystkie) obligacji zostanie zerwana.
3. Przestudiuj zasady rozpuszczalności. Ponieważ interakcje między atomami są dość złożone, nie zawsze jest intuicyjne, które związki są rozpuszczalne, a które nierozpuszczalne. Znajdź pierwszy jon w związku na poniższej liście, aby dowiedzieć się, jak zwykle zachowuje się, a następnie sprawdź wyjątki, aby upewnić się, że drugi jon nie oddziałuje nieprawidłowo.
   • Na przykład, aby użyć chlorku strontu (SrCl₂), wyszukaj Sr lub Cl w wytłuszczonych krokach wskazanych poniżej. Cl jest „w większości rozwiązalny”, więc sprawdź poniżej wyjątki. Sr nie jest wskazany jako wyjątek, więc SrCl₂ być rozpuszczalny.
   • Poniżej wymieniono najczęstsze wyjątki od każdej reguły. Są inne wyjątki, ale prawdopodobnie nie znajdziesz ich na wspólnych zajęciach z chemii lub laboratorium.
4. Związki są rozpuszczalne, gdy zawierają metale alkaliczne, w tym Li, Na, K, Rb i Cs. Nazywa się je również pierwiastkami z grupy IA: litem, sodem, potasem, rubidem i cezem. Prawie każdy związek z którymkolwiek z tych jonów jest rozpuszczalny.
   • Wyjątek: Li₃PO₄ nie rozpuszcza się.
5. Związki z NO₃, C₂H.₃O₂NIE₂, ClO₃ i ClO₄ są rozpuszczalne. Są to odpowiednio jony azotanowe, octanowe, azotynowe, chloranowe i nadchloranowe. Należy pamiętać, że nazwa octan jest często określana skrótem OAc.
   • Wyjątki: Ag (OAc) (octan srebra) i Hg (OAc)₂ (octan rtęci) nie są rozpuszczalne.
   • AgNO₂ i KClO₄ są tylko „częściowo rozpuszczalne”.
6. związki z Cl, Br i I są zwykle rozpuszczalne. Jony chlorkowe, bromkowe i jodkowe prawie zawsze tworzą rozpuszczalne związki, znane również jako sole halogenowe.
   • Wyjątek: Jeśli którykolwiek z nich wiąże się z jonami srebra (Ag), rtęci (Hg₂) lub ołów (Pb), wynik jest nierozpuszczalny. To samo dotyczy mniej powszechnych związków zawierających miedź (Cu) i tal (Tl).
7. Połączenia z SO₄ są zwykle rozpuszczalne. Jon siarczanowy zwykle tworzy rozpuszczalne związki, ale jest kilka wyjątków.
   • Wyjątki: Jon siarczanowy tworzy nierozpuszczalne związki z jonami: strontu Sr, baru Ba, ołowiu Pb, srebra Ag, wapnia Ca, radu Ra i dwuatomowego srebra Ag₂. Należy zauważyć, że siarczan srebra i siarczan wapnia rozpuszczają się na tyle, że czasami można je nazwać słabo rozpuszczalnymi.
8. Związki z OH lub S nie są rozpuszczalne. Są to odpowiednio jony wodorotlenkowe i siarczkowe.
   • Wyjątki: Czy pamiętasz metale alkaliczne (grupa I-A) i jak bardzo lubią one tworzyć nierozpuszczalne związki? Li, Na, K, Rb i Cs tworzą rozpuszczalne związki z jonami wodorotlenkowymi lub siarczkowymi. Ponadto wodorotlenek tworzy rozpuszczalne sole z jonami metali ziem alkalicznych (grupy II-A): wapnia Ca, strontu Sr i baru Ba. Należy zauważyć, że wodorotlenek ze związkiem ziem alkalicznych ma tylko wystarczającą liczbę cząsteczek, aby skleić się ze sobą, by czasami uważać go za „trudno rozpuszczalny”.
9. Związki z CO₃ lub PO₄ nie są rozpuszczalne. Sprawdź po raz ostatni jony węglanowe i fosforanowe i powinieneś wiedzieć, czego się spodziewać po związku.
   • Wyjątki: Jony te tworzą rozpuszczalne związki ze zwykłymi substancjami, metalami alkalicznymi Li, Na, K, Rb i Cs, a także z amonowym NH₄.

Metoda 2 z 2: Obliczanie rozpuszczalności K._sp

1. Wyszukaj iloczyn rozpuszczalności stałej K._sp. Ta stała jest inna dla każdego połączenia, więc musisz ją sprawdzić w tabeli w podręczniku lub w Internecie. Ponieważ wartości te są określane eksperymentalnie, mogą się znacznie różnić w zależności od tabeli, dlatego najlepiej jest skorzystać z tabeli w podręczniku, jeśli taka istnieje. O ile nie określono inaczej, większość tabel przyjmuje temperaturę otoczenia 25o C.
   • Na przykład, jeśli chcesz rozpuścić jodek ołowiu (PbI₂), zapisz stałą równowagi iloczynu rozpuszczalności. Jeśli używasz tabeli na bilbo.chm.uri.edu, użyj stałej 7,1 × 10.
2. Najpierw zapisz równanie chemiczne. Najpierw określ, w jaki sposób związek rozkłada się na jony podczas rozpuszczania. Teraz napisz równanie z K._sp z jednej strony i poszczególne jony z drugiej.
   • Na przykład cząsteczka PbI₂ rozpada się na jony Pb, I i inne I (wystarczy znać lub sprawdzić ładunek jednego jonu, ponieważ wiesz, że cały związek ma zawsze ładunek obojętny).
   • Napisz równanie 7,1 × 10 = [Pb] [I]
3. Dostosuj równanie, aby używać zmiennych. Przepisz równanie jako pojedynczy problem algebry, korzystając ze swojej wiedzy o liczbie cząsteczek lub jonów. Ustaw x równe ilości substancji, która się rozpuści i przepisz zmienne jako liczby każdego jonu wyrażone przez x.
   • W naszym przykładzie przepisujemy 7,1 × 10 = [Pb] [I]
   • Ponieważ w związku jest tylko jeden jon ołowiu (Pb), liczba rozpuszczonych cząsteczek związku będzie równa liczbie wolnych jonów ołowiu. Więc możemy zamienić [Pb] na x.
   • Ponieważ na każdy jon ołowiu przypadają dwa jony jodu (I), możemy zrównać liczbę atomów jodu do 2x.
   • Równanie brzmi teraz 7,1 × 10 = (x) (2x)
4. Rozważ wspólne jony, jeśli takie istnieją. Pomiń ten krok, jeśli rozpuszczasz związek w czystej wodzie. Jednakże, jeśli związek jest rozpuszczany w roztworze, który zawiera już jeden lub więcej jonów składowych („zwykły jon”), rozpuszczalność jest znacznie zmniejszona. Wpływ jonów pospolitych jest najbardziej zauważalny w związkach, które są w większości nierozpuszczalne iw takich przypadkach można założyć, że zdecydowana większość jonów w stanie równowagi pochodzi z jonu już obecnego w roztworze. Przepisz równanie ze znanym stężeniem molowym (mole na litr lub M) jonów znajdujących się już w roztworze, zastępując wartość x, której użyłeś dla tego jonu.
   • Na przykład, jeśli nasz związek ołowiu z jodem został rozpuszczony w roztworze zawierającym 0,2 M chlorek ołowiu (PbCl₂), możemy przepisać równanie jako 7,1 × 10 = (0,2M + x) (2x). A potem, ponieważ 0,2 M jest tak wyższym stężeniem niż x, możemy bezpiecznie przepisać to jako 7,1 × 10 = (0,2 M) (2x).
5. Rozwiązać równanie. Rozwiąż x i dowiedz się, jak rozpuszczalny jest związek. Ze względu na sposób definiowania stałej rozpuszczalności Twoja odpowiedź będzie wyrażona jako liczba moli rozpuszczonego związku na litr wody. Aby znaleźć ostateczną odpowiedź, możesz potrzebować kalkulatora.
   • Poniższe informacje dotyczą rozpuszczalności w czystej wodzie, a nie z żadnymi zwykłymi jonami.
   • 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 = Rozpuści się 1,2 x 10 moli na litr. Jest to bardzo mała ilość, więc wiesz, że ten związek jest w zasadzie słabo rozpuszczalny.

Potrzeby

• Tabela stałych dla produktów rozpuszczalności (K._sp) do połączeń.

Porady

• Jeśli masz dane z eksperymentów dotyczące stopnia rozpuszczenia związku, możesz użyć tego samego równania do rozwiązania stałej rozpuszczalności K_sp.

Ostrzeżenia

• Nie ma powszechnie przyjętej definicji tych terminów, ale chemicy zgadzają się co do większości związków. Niektóre marginalne przypadki dotyczące związków o znacznej proporcji cząsteczek rozpuszczonych i nierozpuszczonych można opisać za pomocą różnych tabel rozpuszczalności.
• Niektóre starsze podręczniki podają NH₄OH ponownie jako rozpuszczalna kompozycja. To jest niepoprawne; małe ilości NH₄ i jony OH można zaobserwować, ale nie można ich wyizolować do postaci związku.