Indhold

• At træde
• Metode 1 af 2: Brug af hurtige regler
• Metode 2 af 2: Beregning af K.'s opløselighed_sp
• Nødvendigheder
• Tips
• Advarsler

I kemi anvendes opløselighed til at beskrive egenskaberne af et fast stof, der blandes med og opløses fuldstændigt i en væske uden at efterlade uopløste partikler. Kun (ladede) ioniske forbindelser er opløselige. Til praktiske formål er det nok at huske et par regler eller konsultere en liste med regler for at fortælle dig, om de fleste ioniske forbindelser forbliver faste, når de blandes med vand, eller om en betydelig mængde opløses. I virkeligheden vil nogle molekyler opløses, selvom du ikke ser nogen ændringer, så for præcise eksperimenter skal du vide, hvordan du beregner dette beløb.

At træde

Metode 1 af 2: Brug af hurtige regler

1. Lær mere om ioniske forbindelser. Hvert atom har normalt et antal elektroner, men nogle gange vinder eller mister de en ekstra elektron. Resultatet er et ion med en elektrisk opladning. Når en ion med en negativ ladning (en ekstra elektron) møder en ion med en positiv ladning (en elektron mangler), binder de sig sammen, ligesom de negative og positive ender af to magneter. Resultatet er en ionbinding.
   • Ioner med negativ ladning kaldes anionerog ioner med en positiv ladning kationer.
   • Normalt er antallet af elektroner i et atom lig med antallet af protoner, hvor de elektriske ladninger er i ligevægt.
2. Kend opløselighed. Vandmolekyler (H.₂O) har en usædvanlig struktur, hvormed de opfører sig som en magnet: den ene ende har en positiv ladning, mens den anden ende er negativt ladet. Når du blander en ionbinding med vand, samles disse "vandmagneter" omkring det og forsøger at trække de positive og negative ioner fra hinanden. Nogle ioniske bindinger er ikke meget tætte; disse er opløseligfordi vand vil rive og opløse bindingen. Andre kompositter har stærkere bånd og er Ikke løseligfordi de kan holde sammen på trods af vandmolekylerne.
   • Nogle forbindelser har interne bindinger, der er sammenlignelige i styrke med vandets træk. Disse stoffer er moderat opløselig, fordi en betydelig del (men ikke alle) af obligationerne trækkes fra hinanden.
3. Undersøg reglerne for opløselighed. Da interaktionen mellem atomer er ret kompleks, er det ikke altid intuitivt, hvilke forbindelser der er opløselige og uopløselige. Find den første ion i forbindelsen på listen nedenfor for at finde ud af, hvordan den normalt opfører sig, og kontroller derefter undtagelserne for at sikre, at den anden ion ikke interagerer unormalt.
   • For eksempel at bruge strontiumchlorid (SrCl₂), søg efter Sr eller Cl i de fed skrift, der er angivet nedenfor. Cl er "mest løselig", så tjek for undtagelser nedenfor. Sr er ikke angivet som en undtagelse, så SrCl₂ være opløselig.
   • De mest almindelige undtagelser fra hver regel er angivet nedenfor. Der er andre undtagelser, men du finder dem sandsynligvis ikke i en fælles kemiklasse eller et laboratorium.
4. Forbindelser er opløselige, når de indeholder alkalimetaller, herunder Li, Na, K, Rb og Cs. Disse kaldes også elementerne i gruppe IA: lithium, natrium, kalium, rubidium og cæsium. Næsten enhver forbindelse med nogen af ​​disse ioner er opløselig.
   • Undtagelse: Li₃PO₄ er ikke opløselig.
5. Forbindelser med NO₃, C₂H.₃O₂, NEJ₂ClO₃ og ClO₄ er opløselige. Disse er henholdsvis nitrat-, acetat-, nitrit-, chlorat- og perchlorationer. Bemærk, at acetat ofte forkortes med OAc.
   • Undtagelser: Ag (OAc) (sølvacetat) og Hg (OAc)₂ (kviksølvacetat) er ikke opløselige.
   • AgNO₂ og KClO₄ er kun "delvist opløselige".
6. forbindelser med Cl, Br og I er sædvanligvis opløselige. Chlorid-, bromid- og iodidioner danner næsten altid opløselige forbindelser, også kendt som halogensalte.
   • Undtagelse: Hvis en af ​​disse binder med ioner af sølv (Ag), kviksølv (Hg₂) eller bly (Pb), resultatet er ikke opløseligt. Det samme gælder for de mindre almindelige forbindelser med kobber (Cu) og thallium (Tl).
7. Forbindelser til SO₄ er normalt opløselige. Sulfationen danner normalt opløselige forbindelser, men der er flere undtagelser.
   • Undtagelser: Sulfationen danner uopløselige forbindelser med følgende ioner: strontium Sr, barium Ba, bly Pb, sølv Ag, calcium Ca, radium Ra og diatomisk sølv Ag₂. Bemærk, at sølvsulfat og calciumsulfat opløses lige nok til undertiden at blive kaldt sparsomt opløseligt.
8. Forbindelser med OH eller S er ikke opløselige. Disse er henholdsvis hydroxid- og sulfidionerne.
   • Undtagelser: Kan du huske alkalimetallerne (gruppe I-A), og hvor meget de kan lide at danne uopløselige forbindelser? Li, Na, K, Rb og Cs danner alle opløselige forbindelser med hydroxid- eller sulfidioner. Derudover danner hydroxid opløselige salte med jordalkalimetaller (gruppe II-A) ioner: calcium Ca, strontium Sr og barium Ba. Bemærk, at hydroxidet med jordalkaliforbindelsen har lige nok molekyler til at holde sammen til undertiden at blive betragtet som "sparsomt opløseligt".
9. Forbindelser med CO₃ eller PO₄ er ikke opløselige. Tjek en sidste gang for carbonat- og fosfationer, og du bør vide, hvad du kan forvente af forbindelsen.
   • Undtagelser: Disse ioner danner opløselige forbindelser med de sædvanlige stoffer, alkalimetallerne Li, Na, K, Rb og Cs samt med ammonium NH₄.

Metode 2 af 2: Beregning af K.'s opløselighed_sp

1. Slå op på opløselighedsproduktet fra den konstante K._sp. Denne konstant er forskellig for hver forbindelse, så du bliver nødt til at slå den op i en tabel i din lærebog eller online. Da disse værdier bestemmes eksperimentelt, kan de variere meget fra tabel til tabel, så det er bedst at bruge tabellen i din lærebog, hvis der er en. Medmindre andet er angivet, antager de fleste tabeller en omgivelsestemperatur på 25o C.
   • For eksempel, hvis du vil opløse blyjodid (PbI₂), noter opløselighedsproduktets ligevægtskonstant. Hvis du bruger en tabel på bilbo.chm.uri.edu, skal du bruge den konstante 7.1 × 10.
2. Skriv først den kemiske ligning. Først skal du bestemme, hvordan forbindelsen nedbrydes til ioner, når den opløses. Skriv nu en ligning med K._sp på den ene side og de enkelte ioner på den anden.
   • For eksempel et molekyle af PbI₂ deler sig i ionerne Pb, I og en anden I (du behøver kun at kende eller slå op på ladningen af ​​en ion, fordi du ved, at den samlede forbindelse altid har en neutral ladning).
   • Skriv ligningen 7.1 × 10 = [Pb] [I]
3. Juster ligningen for at bruge variabler. Omskriv ligningen som et enkelt algebra-problem ved hjælp af din viden om antallet af molekyler eller ioner. Indstil x lig med mængden af ​​det stof, der vil opløses, og omskriv variablerne som antallet af hver ion i form af x.
   • I vores eksempel omskriver vi 7,1 × 10 = [Pb] [I]
   • Da der kun er en blyion (Pb) i forbindelsen, vil antallet af opløste forbindelsesmolekyler være lig med antallet af frie blyioner. Så vi kan erstatte [Pb] med x.
   • Da der er to iodioner (I) for hver blyion, kan vi sidestille antallet af jodatomer til 2x.
   • Ligningen læser nu 7,1 × 10 = (x) (2x)
4. Overvej almindelige ioner, hvis nogen. Spring dette trin over, hvis du opløser forbindelsen i rent vand. Hvis forbindelsen imidlertid opløses i en opløsning, der allerede indeholder en eller flere af de bestanddelte ioner (en "fælles ion"), reduceres opløseligheden væsentligt. Virkningen af ​​de almindelige ioner er mest synlig i forbindelser, der for det meste er uopløselige, og i disse tilfælde kan det antages, at langt størstedelen af ​​ionerne ved ligevægt kommer fra den ion, der allerede er til stede i opløsningen. Omskriv ligningen med den kendte molkoncentration (mol pr. Liter eller M) af de ioner, der allerede er i opløsningen, og erstatt værdien af ​​x, du brugte til den ion.
   • For eksempel, hvis vores bly-jodforbindelse blev opløst i en opløsning indeholdende 0,2 M blychlorid (PbCl₂), så kan vi omskrive ligningen som 7.1 × 10 = (0.2M + x) (2x). Og da, fordi 0,2 M er en så højere koncentration end x, kan vi sikkert omskrive dette som 7,1 × 10 = (0,2 M) (2x).
5. Løs ligningen. Løs for x og ved, hvor opløselig forbindelsen er. På grund af den måde, hvorpå opløselighedskonstanten er defineret, udtrykkes dit svar som antallet af mol af den opløste forbindelse pr. Liter vand. Du har muligvis brug for en lommeregner for at finde det endelige svar.
   • Følgende gælder for opløselighed i rent vand og ikke med almindelige ioner.
   • 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 = 1,2 x 10 mol pr. Liter opløses. Dette er en meget lille mængde, så du ved, at denne forbindelse i princippet er dårligt opløselig.

Nødvendigheder

• Tabel over konstanter for opløselighedsprodukter (K._sp) for forbindelser.

Tips

• Hvis du har data fra eksperimenter om graden af ​​opløsning af en forbindelse, kan du bruge den samme ligning til at løse opløselighedskonstanten K_sp.

Advarsler

• Der er ingen universelt accepterede definition af disse udtryk, men kemikere er enige om størstedelen af ​​forbindelserne. Nogle marginale tilfælde vedrørende forbindelser med en betydelig andel af opløste og uopløste molekyler kan beskrives med forskellige opløselighedstabeller.
• Nogle ældre lærebøger giver NH₄OH igen som en opløselig sammensætning. Dette er forkert; små mængder NH₄ og OH-ioner kan observeres, men kan ikke isoleres til dannelse af en forbindelse.