In die chemie word oplosbaarheid gebruik om die eienskappe van vaste verbindings wat gemeng en volledig opgelos is met 'n vloeistof te beskryf sonder om onoplosbare deeltjies te laat. Slegs geïoniseerde (gelaaide) verbindings kan oplos. U kan 'n paar reëls eenvoudig onthou of na 'n lys verwys om te sien of die meeste vaste verbindings solied bly wanneer dit in water geplaas word of in groot hoeveelhede oplos. In werklikheid sal sommige molekules oplos selfs as u nie die verandering kan sien nie. Om die eksperiment akkuraat te laat plaasvind, moet u weet hoe u die opgeloste hoeveelheid moet bereken.
Stap
Metode 1 van 2: Gebruik van vinnige reëls
Stap 1. Bestudeer ioniese verbindings
Normaalweg het elke atoom 'n sekere aantal elektrone. Soms kry of verloor atome elektrone. Die resultaat is a ioon wat elektries gelaai is. Wanneer 'n negatief gelaaide ioon (met een ekstra elektron) 'n positief gelaaide ioon teëkom ('n elektron verloor), bind die twee ione saam soos die positiewe en negatiewe pole van 'n magneet, wat 'n ioniese verbinding produseer.
- Negatiewe gelaaide ione word genoem anioon, terwyl die positief gelaaide ioon genoem word katioon.
- Onder normale omstandighede is die aantal elektrone gelyk aan die aantal protone in 'n atoom wat die elektriese lading daarvan negeer.
Stap 2. Verstaan die onderwerp van oplosbaarheid
Watermolekules (H2O) het 'n ongewone struktuur wat soortgelyk is aan 'n magneet. Die een kant het 'n positiewe lading, terwyl die ander kant negatief gelaai is. As 'n ioniese verbinding in water geplaas word, sal die water "magneet" dit omring en probeer om die positiewe en negatiewe ione te trek en te skei. Die bindings in sommige ioniese verbindings is nie baie sterk nie. So 'n verbinding wateroplosbare omdat water die ione sal skei en oplos. Sommige ander verbindings het sterker bindings sodat nie oplosbaar in water nie ten spyte daarvan dat dit omring is deur watermolekules.
Verskeie ander verbindings het interne bindings wat net so sterk is as wat die krag water die molekules aantrek. Sulke verbindings word genoem effens oplosbaar in water omdat 'n groot deel van die verbinding deur water aangetrek word, maar die res is steeds versmelt.
Stap 3. Leer die reëls oor oplosbaarheid
Interatomiese interaksies is redelik kompleks. Verbindings wat oplosbaar of onoplosbaar in water is, kan nie sommer intuïtief gesien word nie. Vind die eerste ioon in die verbinding waarna u moet soek in die onderstaande lys om die gedrag daarvan te bepaal. Kyk dan na enige uitsonderings om seker te maak dat die tweede ioon geen ongewone interaksies het nie.
- Om byvoorbeeld Strontium Chloride (SrCl2), soek na Sr of Cl in die stappe in vetdruk hieronder. Cl is 'gewoonlik wateroplosbaar', dus kyk na die volgende vir uitsonderings. Sr is nie by die uitsondering ingesluit nie, so SrCl2 beslis oplosbaar in water.
- Die mees algemene uitsonderings op elke reël word hieronder gelys. Daar is 'n paar ander uitsonderings, maar dit sal waarskynlik nie in 'n laboratorium of chemieklas in die algemeen gevind word nie.
Stap 4. Verbindings kan opgelos word as dit alkalimetale bevat, insluitend Li+, Na+, K.+, Rb+, en Cs+.
Hierdie elemente staan ook bekend as groep IA -elemente: litium, natrium, kalium, rubidium en sesium. Byna alle verbindings wat een van hierdie ione bevat, is oplosbaar in water.
-
Uitsondering:
Li3PO4 onoplosbaar in water.
Stap 5. GEEN Verbindings3-, C.2H.3O2-, GEEN2-, ClO3-, en ClO4- oplosbaar in water.
Die name is onderskeidelik nitraat-, asetaat-, nitriet-, chloraat- en perchloraatione. Let daarop dat asetaat dikwels tot OAC verkort word.
-
Uitsondering:
Ag (OAc) (silwer asetaat) en Hg (OAc)2 (kwikasetaat) is onoplosbaar in water.
- AgNO2- en KClO4- slegs "effens oplosbaar in water."
Stap 6. Cl. Verbindings-, Br-, en ek- gewoonlik effens oplosbaar in water.
Chloried-, bromied- en jodiedione vorm altyd wateroplosbare verbindings wat haliedsoute genoem word.
-
Uitsondering:
As een van hierdie ione die silwerioon Ag bind+, kwik Hg22+, of lood Pb2+, die gevolglike verbinding is onoplosbaar in water. Dieselfde geld vir die minder algemene verbinding, naamlik die Cu -paar+ en tallium Tl+.
Stap 7. Verbindings wat SO bevat42- algemeen oplosbaar in water.
Die sulfaatioon vorm gewoonlik wateroplosbare verbindings, maar daar is enkele uitsonderings.
-
Uitsondering:
Sulfaatioon vorm onoplosbare verbindings in water met: strontium Sr2+, barium Ba2+, lei Pb2+, silwer Ag+, kalsium Ca2+, radium Ra2+, en diatomiese silwer Ag22+. Let daarop dat silwer sulfaat en kalsiumsulfaat voldoende oplosbaar is dat sommige dit effens wateroplosbaar noem.
Stap 8. Verbindings wat OH bevat- of S.2- onoplosbaar in water.
Die ione hierbo word hidroksied en sulfied genoem.
-
Uitsondering:
Onthou u nog van die alkalimetale (groepe I-A) en hoe maklik vorm ione uit elemente in die groepe wateroplosbare verbindings? Li+, Na+, K.+, Rb+, en Cs+ vorm wateroplosbare verbindings met hidroksied of sulfiedione. Boonop vorm hidroksiede ook wateroplosbare soute met aardalkalieione (groep II-A): kalsium Ca2+, strontium Sr2+, en barium Ba2+. Let daarop dat verbindings wat uit hidroksiede en aardalkalies gevorm word, steeds genoeg molekules aan mekaar gebind het dat hulle soms "effens oplosbaar in water" genoem word.
Stap 9. Verbindings wat CO bevat32- of PO43- onoplosbaar in water.
Nog 'n tjek vir karbonaat- en fosfaatione. U behoort reeds te weet wat met die verbinding van die ione gaan gebeur.
-
Uitsondering:
Hierdie ione vorm wateroplosbare verbindings met alkalimetale, naamlik Li+, Na+, K.+, Rb+, en Cs+, net soos ammonium NH4+.
Metode 2 van 2: Berekening van oplosbaarheid deur Ksp
Stap 1. Vind die oplosbaarheidskonstante van die produk Ksp.
Elke verbinding het 'n ander konstante; u moet dit in 'n tabel in u handboek of aanlyn soek. Omdat die waardes eksperimenteel bepaal word, kan verskillende tabelle verskillende konstantes vertoon. Dit word sterk aanbeveel dat u die tabelle in die handboek gebruik as u dit het. Tensy anders vermeld, aanvaar die meeste tabelle dat die temperatuur 25 ºC is.
Byvoorbeeld, as dit wat opgelos is, loodjodied PbI is2, skryf die oplosbaarheidskonstante van die produk. Gebruik die konstante 7, 1 × 10 as u na die tabel op bilbo.chm.uri.edu verwys–9.
Stap 2. Skryf die chemiese vergelyking neer
Bepaal eers die proses waardeur die verbinding in ione skei wanneer dit opgelos word. Skryf dan die chemiese vergelyking met K neersp aan die een kant en die samestellende ione aan die ander kant.
- Byvoorbeeld, 'n PbI -molekule2 verdeel in Pb -ione2+, Ek-, en I. ione-. (U hoef slegs die lading op een ioon te ken of te soek, want die verbinding as 'n geheel het 'n neutrale lading.)
- Skryf die vergelyking 7, 1 × 10 neer–9 = [Pb2+] [Ek-]2
Stap 3. Verander die vergelyking om 'n veranderlike te gebruik
Herskryf die vergelyking as 'n eenvoudige algebraïese probleem met behulp van kennis van die aantal molekules en ione. In hierdie vergelyking is x die aantal oplosbare verbindings. Herskryf die veranderlikes wat die getal van elke ioon in x vorm voorstel.
- In hierdie voorbeeld word die vergelyking herskryf as 7, 1 × 10–9 = [Pb2+] [Ek-]2
- Omdat daar een loodioon is (Pb2+) in die verbinding is die aantal molekules van die opgeloste verbinding gelyk aan die aantal vrye loodione. Nou kan ons skryf [Pb2+] teen x.
- Aangesien daar twee jodiumione is (I-) vir elke loodioon kan die aantal jodiumatome as 2x geskryf word.
- Nou is die vergelyking 7, 1 × 10–9 = (x) (2x)2
Stap 4. Neem ander ione in ag, indien moontlik
Slaan hierdie stap oor as die verbinding in suiwer water opgelos is. As 'n verbinding opgelos word in 'n oplossing wat reeds een of meer van die bestanddele bevat ("gewone ione"), sal die oplosbaarheid daarvan aansienlik toeneem. Die algemene ioniese effek word die beste gesien in verbindings wat grootliks onoplosbaar is in water. In hierdie geval kan aanvaar word dat die meeste ione by ewewig afkomstig is van ione wat reeds in oplossing voorkom. Herskryf die vergelyking vir die reaksie om die bekende molêre konsentrasie (mol per liter of M) van die ioon wat reeds in oplossing voorkom, in te sluit, en vervang dus die waarde van x wat vir die ioon gebruik word.
Byvoorbeeld, as die verbinding loodjodied opgelos word in 'n oplossing wat 0,2 M loodchloried (PbCl2) dan is die vergelyking 7, 1 × 10–9 = (0, 2M+x) (2x)2. Aangesien 0.2 M 'n meer gekonsentreerde konsentrasie as x is, kan die vergelyking dan herskryf word as 7.1 × 10–9 = (0, 2M) (2x)2.
Stap 5. Los die vergelyking op
Los x op om uit te vind hoe oplosbaar die verbinding in water is. Aangesien die oplosbaarheidskonstante reeds vasgestel is, is die antwoord in terme van die aantal mol van die verbinding opgelos per liter water. Miskien het u 'n sakrekenaar nodig om die finale antwoord te bereken.
- Die volgende antwoord is vir oplosbaarheid in suiwer water, sonder die gewone ione.
- 7, 1×10–9 = (x) (2x)2
- 7, 1×10–9 = (x) (4x2)
- 7, 1×10–9 = 4x3
- (7, 1×10–9) 4 = x3
- x = ((7, 1 × 10–9) ÷ 4)
- x = 1, 2 x 10-3 mol per liter sal oplos. Hierdie hoeveelheid is so klein dat dit in wese onoplosbaar is in water.
