Hur man bestämmer löslighet

Löslighet är ett koncept som används i kemi för att uttrycka förmågan hos en fast förening att lösa upp helt i en vätska utan att lämna oupplösta partiklar. Endast joniska föreningar är lösliga. För att lösa praktiska problem är det tillräckligt att minnas vissa regler eller hänvisa till en tabell med lösliga föreningar, för att veta om det mesta av jonföreningen förblir fast eller om den smälter avsevärd mängd när den nedsänktes i vatten. I själva verket smälter vissa molekyler även om du inte kan se några förändringar, så exakta experiment behövs för att lära sig hur man beräknar dessa kvantiteter.

Metod 1

Använd Snabbregler

Studiera joniska föreningar. Varje atom har ett visst antal elektroner, men ibland förvärvar det en eller flera, förlorar det - resultatet är en ion som är utrustad med en elektrisk laddning. När en negativ jon (en atom med en extra elektron) möter en positiv jon (som har förlorat en elektron) bildas ett bindning, precis som magnets negativa och positiva poler - resultatet är en jonförening.

Negativt laddade joner kallas anjoner, de med en positiv laddning katjoner.
Normalt är antalet elektroner lika med protonernas neutralisering av laddningen av atomen.

Lär dig begreppet löslighet. Vattenmolekylerna (H₂O) har en ovanlig struktur som gör dem liknade magneter: de har en ände med en positiv laddning och en annan med en negativ laddning. När en jonisk förening tappas i vatten, är den omgiven av dessa "magneter" vätskor som försöker separera katjonen från anjonen. Vissa joniska föreningar har inte ett mycket starkt band, så de är löslig, eftersom vatten kan dela upp och lösa upp dem - andra är mer "resistent" och olöslig, eftersom de förblir förenade trots vattenmolekylernas verkan.

Vissa föreningar har interna bindningar med samma kraft av molekylernas attraktionskraft och kallas lättlöslig, eftersom en betydande del smälter i vatten, medan resten är kompakt.

Undersök löslighetsreglerna. Eftersom interaktioner mellan atomer är ganska komplexa, är det inte alltid en intuitiv process att förstå vilka ämnen som är lösliga och vilka är olösliga. Observera den första jonen av föreningarna som beskrivs nedan för att hitta sitt normala beteende - se senare undantagen för att se till att den inte interagerar på ett visst sätt.

Till exempel att veta om strontiumklorid (SrCl₂) är lösligt, kontrollerar beteendet hos Sr eller Cl i de djärva stegen som anges nedan. Cl är "i allmänhet löslig", du måste då kontrollera om det finns undantag - Sr finns inte i listan med undantag, så kan du ange att föreningen är löslig.

De undantag som är vanligaste för varje regel skrivs under samma sak, men andra träffas sällan under en kemi-kurs eller laboratorieupplevelse.

Föreningarna är lösliga om de innehåller alkaliska metaller såsom: Li⁺, na⁺, K⁺, Rb⁺ och Cs⁺. Dessa kallas element i grupp IA: litium, natrium, kalium, rubidium och cesium - nästan alla jonföreningar som innehåller dem är lösliga.

undantag: Li₃PO₄ det är olösligt.

Föreningarna av NO₃^-, C₂H₃ELLER₂^-, NEJ₂^-, CIO₃^- och ClO₄^- de är lösliga. I motsats till detta är ionerna: nitrat, acetat, nitrit, klorat och perklorat - kom ihåg att acetat ofta förkortas med OAc.

undantag: Ag (OAc) (silveracetat) och Hg (OAc)₂ (kvicksilveracetat) är olösliga.

AgNOs₂^- och KClO₄^- Jag är ensam "lättlöslig".

Föreningarna av Cl^-, Br^- och jag^- de är normalt lösliga. Klorid-, bromid- och jodidjoner bildar nästan alltid lösliga föreningar som kallas halogenider.

undantag: om någon av dessa joner binder till silverjonen Ag⁺, kvicksilver Hg₂²⁺ eller bly Pb²⁺, Den resulterande föreningen är olöslig - samma gäller för de mindre vanliga föreningarna som bildas av Cu-kopparjonen⁺ och från tallium Tl⁺.

Föreningarna som innehåller So₄^2- de är i allmänhet lösliga. Sulatjonen bildar vanligen lösliga föreningar, men det finns flera särdrag.

undantag: sulfatjonen bildar olösliga föreningar med joner: strontium Sr²⁺, bario Ba²⁺, bly Pb²⁺, silver Ag⁺, Ca-kalcium²⁺, radio Ra²⁺ och silverdiatomisk Hg₂²⁺. Kom ihåg att silver och kalciumsulfat smälter bort tillräckligt för att människor ska betrakta dem lite lösliga.

Föreningarna som innehåller OH^- o S^2- de är olösliga. De är respektive hydroxid- och sulfidjonen.

undantag: kommer du ihåg alkaliska metaller (av IA-gruppen) och hur de bildar lösliga föreningar? Li⁺, na⁺, K⁺, Rb⁺ och Cs⁺ de är alla joner som bildar lösliga föreningar med den hydroxiden och sulfiden. Den senare binder också till jordalkaljoner (IIA-gruppen) för erhållande av lösliga salter: kalcium Ca²⁺, strontium Sr²⁺ och barium Ba²⁺. Föreningarna som härrör från bindningen mellan hydroxidjonen och jordalkalimetallerna har tillräckliga molekyler för att förbli kompakta till den punkt som de ibland betraktas som "lättlöslig".

Föreningar som innehåller CO₃^2- eller PO₄^3- de är olösliga. En slutlig kontroll av karbonat- och fosfatjoner borde låta dig förstå vad du kan förvänta dig av föreningen.

undantag: dessa joner bildar lösliga föreningar med alkalimetaller (Li⁺, na⁺, K⁺, Rb⁺ och Cs⁺), såväl som med ammoniumjonen NH₄⁺.

Metod 2

Beräkna löslighet från K_sp

Leta efter löslighetskonstanten K_sp. Detta är ett annat värde för varje förening, så du borde konsultera en tabell i läroboken eller på nätet. Eftersom dessa är antal bestämda experimentellt, kan de förändras mycket beroende på bordet du väljer att använda - så hänvisa till vad du hittar i kemiboken, om det finns några. Om inte specifikt anges, anser de flesta tabeller att du arbetar vid 25 ° C.

Till exempel, om du löser upp PbI-blyjodid₂, notera dess löslighetskonstant - om referenstabellen är detta, använd värdet 7,1 × 10^-9.

Skriv kemisk ekvation. Först bestämmer hur föreningen separerar i joner när den smälter och skriver sedan ekvationen med värdet på K_sp på den ena sidan och de ingående jonerna å andra sidan.

Till exempel, PbI-molekyler₂ De skiljer sig i Pb joner²⁺, den^- och jag^--. Du måste bara veta eller titta bara på laddningen av en jon, eftersom du vet att den övergripande delen av föreningen alltid är neutral.

Skriv ekvationen 7,1 × 10^-9 = [Pb²⁺] [I^-]².

Ändra det för att använda variablerna. Skriv om det som om det var ett enkelt algebraproblem, med hjälp av de värden du känner till molekyler och joner. Ange som okänd (x) mängden förening som smälter och omskriver variablerna som representerar varje jon i termer av x.

I det aktuella exemplet måste du skriva om: 7.1 × 10^-9 = [Pb²⁺] [I^-]².

Eftersom det finns en blyatom (Pb) i föreningen är antalet upplösta molekyler lika med antalet lediga joner - följaktligen: [Pb²⁺] = x.

Med tanke på att det finns två jonjoner jod (I) för varje blyjon, kan du bestämma att mängden jod joner är lika med 2x.

Ekvationen blir då: 7,1 × 10^-9 = (x) (2x)².

Tänk på gemensamma joner, om några. Om du löser blandningen i rent vatten kan du ignorera denna passage - om den har upplösts i en lösning innehållande en eller flera beståndsdelar ("gemensamma joner") löser lösligheten signifikant. Effekten av den gemensamma jonen är mer uppenbar i föreningar som är mest olösliga och i detta fall kan man anse att den stora majoriteten av joner i jämvikt kommer från den som redan finns i lösningen. Skriv om ekvationen för att inkludera den molära koncentrationen (mol per liter eller M) av de joner som redan finns i lösningen och ersätta värdet på x som du använde för den specifika jonen.

Om till exempel ledningen jodidföreningen löstes i en lösning med 0,2 M, bör du skriva om ekvationen som: 7,1 × 10^-9 = (0,2 M + x) (2x)². Med tanke på att 0,2 M är en mycket större koncentration av x, kan du skriva om ekvationen på ett säkert sätt: 7.1 × 10^-9 = (0,2M) (2x)².

Utför beräkningarna. Lös ekvationen för x och vet hur löslig föreningen är. Med tanke på metoden med vilken löslighetskonstanten är etablerad uttrycks lösningen i mol upplöst förening per liter vatten. För denna beräkning kan det vara nödvändigt att använda en räknare.

Beräkningarna beskrivna nedan överväga löslighet i rent vatten utan någon vanlig jon:

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 x 10^-9) ÷ 4);

x = de kommer att smälta 1,2 x 10^-3 mol per liter. Detta är en mycket liten mängd, så du kan säga att föreningen är väsentligen olöslig.

Saker du behöver

Tabell över löslighetskonstanter av föreningar (K_sp)

tips

Om du har experimentella data om mängden upplöst förening kan du använda samma ekvation för att hitta löslighetskonstanten K_sp.

varningar

Det finns ingen universellt accepterad definition för dessa termer, men kemister överens om de flesta föreningar. Vissa gränsfall där en avsevärd mängd upplösta och icke upplösta molekyler förblir beskrivs annorlunda än de olika löslighetstabellerna.
Några gamla läroböcker lista NH₄OH mellan lösliga föreningar. Detta är ett misstag: små mängder NH kan detekteras₄⁺ och OH joner^-, men de kan inte isoleras för att bilda en förening.

Dela på sociala nätverk:

Relaterade