Sådan beregnes kationer og anioner

Når et ionisk molekyle, som bordsalt opløses i vand, adskilles det i anioner og kationer. Anioner er atomer eller molekyler, der er negativt ladet, fordi de har en af ​​flere ekstra elektroner. Kationer er atomer eller molekyler, der er positivt ladet, fordi de mangler en eller flere elektroner. Beregning af koncentrationen af ​​en ion, der resulterer, når et ionisk molekyle opløses i vand, er ikke en vanskelig ting at gøre, så længe du kender molekylets opløselighedskonstant og koncentrationen af ​​den modsatte ladede ion.

Overvej det ioniske molekyle du studerer og bestemmer, hvordan det opløses i vand - hvad er de resulterende kationer og anioner. For eksempel giver bly (II) fluorid, PbF12, blykationer og fluoranioner. Generelt er de molekylære formler af ioniske molekyler skrevet med kationen først.

Kig op opløseligheden produkt konstant af dit molekyle. Opløseligheden produkt konstant er en afspejling af, hvor grundigt det ioniske molekyle opløses i en 1 Molar (M) opløsning. Det andet link i referencerne nedenfor indeholder opløselighedskonstanterne for mange ioniske molekyler. Derefter ser vi, at opløselighedskonstanten for bly (II) fluorid er 1,1 x 10 ^ -7.

Skriv den generelle ligning for opløselighedsproduktet konstant, og udfyld derefter detaljerne for molekylet du studerer . Opløselighedsproduktet konstant for et generisk ionmolekyle AyBz er:

Opløselighed Konstant = (Koncentration af A) ^ yx (Koncentration af B) ^ z

Hvis vi tilføjer en mol PbFl2 til nok vand til at give os en samlet PbFl2 koncentration på 1 Molar (M), vil vores ligning se sådan ud:

1,1 x 10 ^ -7 = (Koncentration af Pb kation) ^ 1 x (Koncentration af Fl anion) ^ 2))

Lær koncentrationen af ​​enten kation eller anion for at løse den anden. Du kan ikke beregne koncentrationen af ​​en ion uden at kende den anden. Problemer i kemi bøger vil altid give en; i laboratoriet skal du måle koncentrationen af ​​en af ​​ionerne ved hjælp af titrering. I vores eksempel forestiller du, at koncentrationen af ​​fluoranion i opløsning var 3,0 x 10 ^ -3 M.

Løsning af opløselighedskonstantlig ligning for koncentrationen af ​​Pb-kation giver os:

Koncentration af Pb kation = 1,1 x 10 ^ -7 /Koncentration af Fl anion

Plugging i den kendte koncentration af Fl anion udbytter.

Koncentration af Pb kation = 1,1 x 10 ^ -7 /1,0 x 10-3 = 1,1 x 10 ^ -10 M

Koncentrationen af ​​blykation i en PbF12-opløsning med en fluoridionkoncentration på 1,0 x 10 ^ -3 M er 1,1 x 10 ^ -10 M.