Sådan beregnes opløselighed fra KSP

I kemi har nogle ioniske faste stoffer lav opløselighed i vand. Nogle af stoffet opløses, og en klump af fast materiale forbliver. For at beregne nøjagtigt, hvor meget der opløses, bruger du K _{sp, opløselighedsproduktet konstant, sammen med et udtryk der er afledt af opløsningsligevægtsreaktionen for stoffet.}

Formuler opløselighedsreaktion

Skriv den afbalancerede opløselighedsreaktionsligning for det stof, du er interesseret i. Dette er ligningen, der beskriver, hvad der sker, når de faste og opløste dele når ligevægt. For at tage et eksempel opløses blyfluorid, PbF _{2 i bly og fluorider i en reversibel reaktion:}

PbF _{2 2+ + 2F ^-}

Bemærk, at de positive og negative afgifter skal balancere på begge sider. Bemærk også, selvom bly har en +2 ionisering, har fluorid -1. For at afbalancere afgifterne og redegøre for antallet af atomer for hvert element multiplicerer du fluoridet på højre side med koefficienten 2.

Formuler Ksp Equation

Se opløselighedsproduktet konstant for stoffet du er interesseret i. Kemi bøger og hjemmesider har tabeller af ioniske faste stoffer og deres tilsvarende opløselighed produkt konstanter. For at følge eksemplet med blyfluorid er K _{sp 3,7 x 10 ^{-8. Denne figur går på venstre side af K sp ligningen. På højre side bryder du ud hver ion i firkantede parenteser. Bemærk, at en polyatomisk ion ville få sine egne beslag, du adskiller det ikke ud i enkelte elementer. For ionerne med koefficienter bliver koefficienten en effekt som i følgende udtryk:}}

K _{sp = 3,7 x 10 ^{-8 = [Pb 2 +] [F < sup> -] 2}}

erstatning og opløsning

Ovennævnte udtryk svarer til opløselighedsproduktet konstant Ksp med de to opløste ioner, men giver endnu ikke koncentrationen. For at finde koncentrationen, erstat X for hver ion som følger:

K _{sp = 3,7 x 10 ^{-8 = (X) (X) 2}}

Dette behandler hver ion som særskilt, der begge har en koncentrationsmolaritet, og produktet af disse molariteter er lig med K _{sp, idet opløselighedsproduktet er konstant. Den anden ion (F) er imidlertid forskellig. Den har en koefficient på 2, hvilket betyder, at hver fluoridion tæller separat. For at tage højde for dette efter substitution med X, sæt koefficienten inde i parentesen:}

K _{sp = 3,7 x 10 ^{-8 = (X) (2X) 2}}

Løs nu for X:

3,7 x 10 ^{-8 = (X) (4X 2)}

3,7 x 10 ^{-8 = 4X 3}

X = .0021 M

Dette er opløsningskoncentrationen i mol pr. liter.

Bestem opløst mængde

For at finde mængden af det opløste stof multipliceres med liter vand og multipliceres derefter med molærmassen. For eksempel, hvis dit stof opløstes i 500 ml vand, er .0021 mol pr. Liter gange .5 liter lig med .00105 mol. Fra det periodiske bord er den gennemsnitlige atommasse af bly 207,2, og fluor er 19,00. Da blyfluoridmolekylet har 2 atomer af fluor, formere dets masse med 2 for at få 38,00. Den samlede molære masse af blyfluorid er derefter 245,20 gram pr. Mol. Da din løsning har .0021 mol opløst stof, giver .0021 mol gange 245,20 gram pr. Mol .515 gram opløst bly og fluorider.