Intuaslagthacht agus Ksp: Cé Mhéad a Thuaslagann, agus Cathain a Dheascann Sé

Slonn an táirge intuaslagthachta a scríobh

Nuair a bhíonn solad ianach atá beagán intuaslagtha i dteagmháil lena thuaslagán sáithithe, tarlaíonn tuaslagadh agus deascadh ag rátaí comhionanna. Do fhluairíd chailciam, CaF₂(s) ⇌ Ca²⁺(aq) + 2 F⁻(aq), agus is é an tairiseach cothromaíochta Ksp = [Ca²⁺][F⁻]². Fágtar an solad ar lár toisc gur céim íon é.

Ardaítear tiúchan gach ian go cumhacht a chomhéifeachta sa chothromóid tuaslagtha. Do chromáit airgid, Ag₂CrO₄(s) ⇌ 2 Ag⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq), Ksp = [Ag⁺]²[CrO₄²⁻]. D'iaidíd luaidhe(II), Ksp = [Pb²⁺][I⁻]².

Is í an intuaslagthacht mhólach, s, líon na mól den solad a thuaslagann in aghaidh an lítir de thuaslagán sáithithe. Tá sí gaolmhar le Ksp trí stoicióiméadracht an tuaslagtha, mar sin ní hionann Ksp agus intuaslagthacht agus ní féidir iad a chur i gcomparáid go díreach idir salainn de chineálacha foirmle éagsúla.

Ó Ksp go hintuaslagthacht mhólach

Sampla oibrithe 1. Tá Ksp = 1.6 × 10⁻¹⁰ ag clóiríd airgid in Aguisín J. Má thuaslagann s mol/L, [Ag⁺] = [Cl⁻] = s, mar sin Ksp = s². Ansin s = √(1.6 × 10⁻¹⁰) = 1.3 × 10⁻⁵ M. Le M(AgCl) = 143.32 g/mol, is ionann sin agus 1.8 × 10⁻³ g in aghaidh an lítir, cúpla milleagram.

Sampla oibrithe 2. Tá Ksp = 4.0 × 10⁻¹¹ ag fluairíd chailciam. Má thuaslagann s mol/L, [Ca²⁺] = s agus [F⁻] = 2s, mar sin Ksp = s(2s)² = 4s³. Ansin s = (4.0 × 10⁻¹¹ / 4) ardaithe go cumhacht 1/3 = 2.2 × 10⁻⁴ M.

Cuir an dá cheann i gcomparáid. Tá an Ksp is mó ag AgCl, ach tá CaF₂ thart ar 17 n-uaire níos intuaslagtha i móil in aghaidh an lítir. Athraíonn an t-easpónant an chaoi a mapáiltear Ksp ar intuaslagthacht, mar sin ní féidir leat intuaslagthacht a rangú de réir Ksp ach do shalainn a bhfuil an cóimheas ian céanna acu.

• Salainn 1:1 ar nós AgCl nó CaCO₃: Ksp = s².
• Salainn 1:2 nó 2:1 ar nós CaF₂, PbI₂ nó Ag₂CrO₄: Ksp = 4s³.
• Salainn 1:3 ar nós Al(OH)₃: Ksp = 27s⁴.

Ó intuaslagthacht thomhaiste ar ais go Ksp

Oibríonn an ríomh an bealach eile freisin. Abair go bhfaightear go bhfuil 0.70 g de PbI₂ tuaslagtha in aghaidh an lítir i dtuaslagán sáithithe d'iaidíd luaidhe(II) ag 25 °C. Le M(PbI₂) = 461.0 g/mol, s = 0.70 / 461.0 = 1.52 × 10⁻³ M.

Tugann gach PbI₂ a thuaslagann Pb²⁺ amháin agus dhá I⁻, mar sin [Pb²⁺] = 1.52 × 10⁻³ M agus [I⁻] = 3.04 × 10⁻³ M. Ansin Ksp = (1.52 × 10⁻³)(3.04 × 10⁻³)² = 1.4 × 10⁻⁸, a aontaíonn le luach Aguisín J. Is coitianta dhá shleamhnú anseo. Má dhéantar dearmad ar an bhfachtóir 2 ar [I⁻], bíonn Ksp ceithre huaire ró-bheag. Má dhéantar dearmad [I⁻] a chearnú, faightear cumhacht mhícheart de s ar fad.

Cuireann ian comónta srian ar intuaslagthacht

Má tá ceann d'ianta an tsalainn sa tuaslagán cheana, brúnn prionsabal Le Chatelier cothromaíocht an tuaslagtha ar ais i dtreo an tsolaid. Is í seo éifeacht an ian chomónta.

Sampla oibrithe. Faigh intuaslagthacht AgCl in NaCl 0.10 M. Anois [Cl⁻] = 0.10 + s, agus tá s fíorbheag i gcomparáid le 0.10, mar sin [Cl⁻] ≈ 0.10 M. Ansin s = Ksp / [Cl⁻] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.10 = 1.6 × 10⁻⁹ M. Tá sé sin thart ar 8,000 uair níos ísle ná in uisce íon, agus is léir gur beag le rá s i gcomparáid le 0.10, mar sin seasann an garmheastachán.

Do CaF₂ in NaF 0.010 M, [F⁻] ≈ 0.010 M agus s = 4.0 × 10⁻¹¹ / (0.010)² = 4.0 × 10⁻⁷ M, thart ar 540 uair níos ísle ná in uisce íon. Cuimhnigh tiúchan an fhluairíde a chearnú anseo, díreach mar atá i slonn Ksp.

An ndeascfaidh sé? Q a chur i gcomparáid le Ksp

Chun a thuar an dtáirgeann meascadh dhá thuaslagán solad, ríomh an táirge ianach Q ó na tiúchain tar éis an mheasctha agus cuir i gcomparáid le Ksp é. Má tá Q níos mó ná Ksp, tá an tuaslagán forsháithithe agus foirmíonn deascán. Má tá Q níos lú ná Ksp nó cothrom leis, ní fhoirmíonn aon solad.

Sampla oibrithe. Measc 50.0 mL de Pb(NO₃)₂ 0.0010 M le 50.0 mL de KI 0.0020 M. Dúblaíonn an meascadh an toirt, mar sin leathaítear gach tiúchan: [Pb²⁺] = 5.0 × 10⁻⁴ M agus [I⁻] = 1.0 × 10⁻³ M. Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻³)² = 5.0 × 10⁻¹⁰. Tá sé sin faoi bhun Ksp = 1.4 × 10⁻⁸, mar sin ní dheascann aon PbI₂.

Déan arís é le KI 0.020 M. Anois [I⁻] = 1.0 × 10⁻² M tar éis an mheasctha agus Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻²)² = 5.0 × 10⁻⁸. Sáraíonn sé sin Ksp, mar sin foirmíonn PbI₂ buí. Is é dearmad a dhéanamh ar an gcaolú le linn measctha an earráid is coitianta sna fadhbanna seo.

Deascadh roghnach: ianta a scaradh de réir Ksp

Nuair is féidir le dhá ian deascadh leis an imoibrín céanna, deascann an ceann a dteastaíonn tiúchan imoibrín níos ísle óna shalann ar dtús. Is féidir iad a scaradh ansin tríd an imoibrín a chur leis go mall.

Sampla oibrithe. Tá tuaslagán 0.010 M in Cl⁻ agus in CrO₄²⁻ araon, agus cuirtear Ag⁺ leis go mall. Tosaíonn AgCl ag foirmiú nuair atá [Ag⁺] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.010 = 1.6 × 10⁻⁸ M. Tosaíonn Ag₂CrO₄, le Ksp = 9.0 × 10⁻¹² ó Aguisín J, ag foirmiú nuair atá [Ag⁺]² × 0.010 = 9.0 × 10⁻¹², mar sin [Ag⁺] = 3.0 × 10⁻⁵ M. Deascann AgCl ar dtús.

Faoin am a dtagann Ag₂CrO₄ dearg i láthair, tá [Cl⁻] tite go 1.6 × 10⁻¹⁰ / 3.0 × 10⁻⁵ = 5.3 × 10⁻⁶ M, mar sin níl ach thart ar 0.05 faoin gcéad den chlóiríd fós sa tuaslagán. Is é an t-athrú datha géar sin bunús thitriú Mohr do chlóiríd.

Cén fáth a dtuaslagann roinnt salann níos mó in aigéad

Más bonn é ainian salainn, ar nós OH⁻, CO₃²⁻ nó F⁻, baineann aigéad a chur leis an t-ainian sin as an tuaslagán agus tarraingíonn sé an tuaslagadh ar aghaidh. Tuaslagann hiodrocsaídí agus carbónáití i bhfad níos fearr ag pH íseal. Ní théann sé seo i bhfeidhm ar shalainn a bhfuil ainiain aigéad láidir iontu, ar nós AgCl.

Sampla oibrithe. Tá Ksp = 8.9 × 10⁻¹² ag hiodrocsaíd mhaignéisiam. In uisce íon, tugann Ksp = 4s³ s = 1.3 × 10⁻⁴ M agus [OH⁻] = 2.6 × 10⁻⁴ M, mar sin tá pH 10.42 ag tuaslagán sáithithe. Má choinníonn maolán an pH ag 9.00 ina ionad sin, ansin [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁵ M agus s = 8.9 × 10⁻¹² / (1.0 × 10⁻⁵)² = 0.089 M, beagnach 700 uair níos mó. Glactar leis anseo go bhfuil dóthain toillidh ag an maolán chun an hiodrocsaíd a scaoiltear a ionsú.

Earráidí Ksp le seiceáil sula gcuireann tú isteach do fhreagra

Eascraíonn formhór na n-earráidí as stoicióiméadracht an tuaslagtha, ní as smaoineamh na cothromaíochta féin. Má scríobhann tú amach an chothromóid tuaslagtha agus na téarmaí s faoina bun, beireann tú ar fhormhór acu.

• Ksp a shocrú cothrom le s² do shalann a scaoileann trí ian nó níos mó.
• Tiúchan ian a dhúbailt ach gan é a chearnú sa slonn, nó a mhalairt.
• Intuaslagthacht a rangú de réir Ksp idir salainn a bhfuil cóimheasa ian éagsúla acu.
• Dearmad a dhéanamh an dá thuaslagán a chaolú agus Q á ríomh tar éis measctha.
• Neamhaird a dhéanamh d'ian comónta atá i láthair cheana.
• An solad a chur san áireamh i slonn Ksp.