ភាពរលាយ និង Ksp៖ រលាយបានប៉ុន្មាន និងពេលណាវាកករ

ការសរសេរកន្សោមផលគុណភាពរលាយ

នៅពេលសារធាតុរឹងអ៊ីយ៉ុងដែលរលាយតិច ប៉ះនឹងសូលុយស្យុងតិត្ថិភាពរបស់វា ការរលាយ និងការកករកើតឡើងក្នុងល្បឿនស្មើគ្នា។ សម្រាប់កាល់ស្យូមហ្វ្លុយអរួ CaF₂(s) ⇌ Ca²⁺(aq) + 2 F⁻(aq) ហើយថេរលំនឹងគឺ Ksp = [Ca²⁺][F⁻]²។ សារធាតុរឹងមិនត្រូវបានដាក់ចូលទេ ព្រោះវាជាដំណាក់កាលសុទ្ធ។

កំហាប់អ៊ីយ៉ុងនីមួយៗត្រូវបានលើកជាស្វ័យគុណនៃមេគុណរបស់វាក្នុងសមីការរំលាយ។ សម្រាប់ប្រាក់ក្រូម៉ាត Ag₂CrO₄(s) ⇌ 2 Ag⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq), Ksp = [Ag⁺]²[CrO₄²⁻]។ សម្រាប់សំណ(II)អ៊ីយ៉ូឌួ Ksp = [Pb²⁺][I⁻]²។

ភាពរលាយម៉ូល s គឺជាចំនួនម៉ូលនៃសារធាតុរឹងដែលរលាយក្នុងមួយលីត្រនៃសូលុយស្យុងតិត្ថិភាព។ វាទាក់ទងនឹង Ksp តាមស្តូអ៊ីគីយ៉ូមេត្រីនៃការរំលាយ ដូច្នេះ Ksp និងភាពរលាយមិនមែនជាលេខដូចគ្នាទេ ហើយមិនអាចប្រៀបធៀបដោយផ្ទាល់រវាងអំបិលដែលមានប្រភេទរូបមន្តខុសគ្នាបានទេ។

ពី Ksp ទៅភាពរលាយម៉ូល

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយទី 1។ ប្រាក់ក្លរួមាន Ksp = 1.6 × 10⁻¹⁰ ក្នុងឧបសម្ព័ន្ធ J។ ប្រសិនបើ s mol/L រលាយ [Ag⁺] = [Cl⁻] = s ដូច្នេះ Ksp = s²។ បន្ទាប់មក s = √(1.6 × 10⁻¹⁰) = 1.3 × 10⁻⁵ M។ ជាមួយ M(AgCl) = 143.32 g/mol នោះគឺ 1.8 × 10⁻³ g ក្នុងមួយលីត្រ ប្រហែលពីរមីលីក្រាម។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយទី 2។ កាល់ស្យូមហ្វ្លុយអរួមាន Ksp = 4.0 × 10⁻¹¹។ ប្រសិនបើ s mol/L រលាយ [Ca²⁺] = s និង [F⁻] = 2s ដូច្នេះ Ksp = s(2s)² = 4s³។ បន្ទាប់មក s = (4.0 × 10⁻¹¹ / 4) ស្វ័យគុណ 1/3 = 2.2 × 10⁻⁴ M។

ប្រៀបធៀបទាំងពីរ។ AgCl មាន Ksp ធំជាង ប៉ុន្តែ CaF₂ រលាយបានច្រើនជាងប្រហែល 17 ដងគិតជាម៉ូលក្នុងមួយលីត្រ។ និទស្សន្តផ្លាស់ប្តូររបៀបដែល Ksp ភ្ជាប់ទៅនឹងភាពរលាយ ដូច្នេះអ្នកអាចរៀបលំដាប់ភាពរលាយតាម Ksp បានតែសម្រាប់អំបិលដែលមានផលធៀបអ៊ីយ៉ុងដូចគ្នាប៉ុណ្ណោះ។

• អំបិល 1:1 ដូចជា AgCl ឬ CaCO₃៖ Ksp = s²។
• អំបិល 1:2 ឬ 2:1 ដូចជា CaF₂, PbI₂ ឬ Ag₂CrO₄៖ Ksp = 4s³។
• អំបិល 1:3 ដូចជា Al(OH)₃៖ Ksp = 27s⁴។

ពីភាពរលាយដែលបានវាស់ត្រឡប់ទៅ Ksp

ការគណនាក៏អាចធ្វើបញ្ច្រាសបានដែរ។ ឧបមាថាសូលុយស្យុងតិត្ថិភាពនៃសំណ(II)អ៊ីយ៉ូឌួនៅ 25 °C ត្រូវបានរកឃើញថាមាន PbI₂ រលាយ 0.70 g ក្នុងមួយលីត្រ។ ជាមួយ M(PbI₂) = 461.0 g/mol, s = 0.70 / 461.0 = 1.52 × 10⁻³ M។

PbI₂ នីមួយៗដែលរលាយផ្តល់ Pb²⁺ មួយ និង I⁻ ពីរ ដូច្នេះ [Pb²⁺] = 1.52 × 10⁻³ M និង [I⁻] = 3.04 × 10⁻³ M។ បន្ទាប់មក Ksp = (1.52 × 10⁻³)(3.04 × 10⁻³)² = 1.4 × 10⁻⁸ ដែលស្របនឹងតម្លៃក្នុងឧបសម្ព័ន្ធ J។ កំហុសពីរកើតមានជាញឹកញាប់នៅទីនេះ។ ការភ្លេចកត្តា 2 លើ [I⁻] ធ្វើឱ្យ Ksp តូចពេកបួនដង។ ការភ្លេចលើកការេ [I⁻] ផ្តល់ស្វ័យគុណនៃ s ខុសទាំងស្រុង។

ការបន្ថែមអ៊ីយ៉ុងរួមកាត់បន្ថយភាពរលាយ

ប្រសិនបើសូលុយស្យុងមានអ៊ីយ៉ុងមួយនៃអំបិលរួចហើយ គោលការណ៍លឺសាតឺលីយេរុញលំនឹងរំលាយត្រឡប់ទៅរកសារធាតុរឹងវិញ។ នេះគឺជាឥទ្ធិពលអ៊ីយ៉ុងរួម។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ។ រកភាពរលាយនៃ AgCl ក្នុង NaCl 0.10 M។ ឥឡូវ [Cl⁻] = 0.10 + s ហើយ s តូចណាស់បើធៀបនឹង 0.10 ដូច្នេះ [Cl⁻] ≈ 0.10 M។ បន្ទាប់មក s = Ksp / [Cl⁻] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.10 = 1.6 × 10⁻⁹ M។ នោះទាបជាងក្នុងទឹកសុទ្ធប្រហែល 8,000 ដង ហើយ s ពិតជាអាចមិនគិតបានបើធៀបនឹង 0.10 ដូច្នេះការប៉ាន់ស្មាននេះត្រឹមត្រូវ។

សម្រាប់ CaF₂ ក្នុង NaF 0.010 M, [F⁻] ≈ 0.010 M និង s = 4.0 × 10⁻¹¹ / (0.010)² = 4.0 × 10⁻⁷ M ទាបជាងក្នុងទឹកសុទ្ធប្រហែល 540 ដង។ ចងចាំថាត្រូវលើកការេកំហាប់ហ្វ្លុយអរួនៅទីនេះ ដូចក្នុងកន្សោម Ksp ដែរ។

តើវានឹងកករឬអត់? ការប្រៀបធៀប Q ជាមួយ Ksp

ដើម្បីទស្សន៍ទាយថាការលាយសូលុយស្យុងពីរបង្កើតសារធាតុរឹងឬអត់ ចូរគណនាផលគុណអ៊ីយ៉ុង Q ពីកំហាប់ក្រោយពេលលាយ ហើយប្រៀបធៀបវាជាមួយ Ksp។ ប្រសិនបើ Q ធំជាង Ksp សូលុយស្យុងលើសតិត្ថិភាព ហើយកករកកើតឡើង។ ប្រសិនបើ Q តូចជាង ឬស្មើ Ksp គ្មានសារធាតុរឹងកកើតទេ។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ។ លាយ Pb(NO₃)₂ 0.0010 M 50.0 mL ជាមួយ KI 0.0020 M 50.0 mL។ ការលាយធ្វើឱ្យមាឌកើនទ្វេដង ដូច្នេះកំហាប់នីមួយៗថយពាក់កណ្តាល៖ [Pb²⁺] = 5.0 × 10⁻⁴ M និង [I⁻] = 1.0 × 10⁻³ M។ Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻³)² = 5.0 × 10⁻¹⁰។ នោះទាបជាង Ksp = 1.4 × 10⁻⁸ ដូច្នេះ PbI₂ មិនកករទេ។

ធ្វើម្តងទៀតជាមួយ KI 0.020 M។ ឥឡូវ [I⁻] = 1.0 × 10⁻² M ក្រោយពេលលាយ ហើយ Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻²)² = 5.0 × 10⁻⁸។ នោះលើស Ksp ដូច្នេះ PbI₂ ពណ៌លឿងកកើតឡើង។ ការភ្លេចការពនរពេលលាយ គឺជាកំហុសទូទៅបំផុតក្នុងបញ្ហាទាំងនេះ។

ការកករជ្រើសរើស៖ ការញែកអ៊ីយ៉ុងតាម Ksp

នៅពេលអ៊ីយ៉ុងពីរអាចកករជាមួយប្រតិករដូចគ្នា អ៊ីយ៉ុងដែលអំបិលរបស់វាត្រូវការកំហាប់ប្រតិករទាបជាង កករមុន។ បន្ទាប់មកការបន្ថែមយឺតៗអាចញែកវាចេញពីគ្នាបាន។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ។ សូលុយស្យុងមួយមានទាំង Cl⁻ និង CrO₄²⁻ 0.010 M ហើយ Ag⁺ ត្រូវបានបន្ថែមយឺតៗ។ AgCl ចាប់ផ្តើមកកើតនៅពេល [Ag⁺] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.010 = 1.6 × 10⁻⁸ M។ Ag₂CrO₄ ដែលមាន Ksp = 9.0 × 10⁻¹² ពីឧបសម្ព័ន្ធ J ចាប់ផ្តើមកកើតនៅពេល [Ag⁺]² × 0.010 = 9.0 × 10⁻¹² ដូច្នេះ [Ag⁺] = 3.0 × 10⁻⁵ M។ AgCl កករមុន។

នៅពេល Ag₂CrO₄ ពណ៌ក្រហមលេចឡើង [Cl⁻] បានធ្លាក់ដល់ 1.6 × 10⁻¹⁰ / 3.0 × 10⁻⁵ = 5.3 × 10⁻⁶ M ដូច្នេះក្លរួនៅសល់ក្នុងសូលុយស្យុងត្រឹមតែប្រហែល 0.05 ភាគរយប៉ុណ្ណោះ។ ការប្តូរពណ៌ដ៏ច្បាស់នោះ គឺជាមូលដ្ឋាននៃទីត្រាស្យុងម៉ូរសម្រាប់ក្លរួ។

ហេតុអ្វីបានជាអំបិលខ្លះរលាយច្រើនជាងក្នុងអាស៊ីត

ប្រសិនបើអានីយ៉ុងនៃអំបិលជាបាស ដូចជា OH⁻, CO₃²⁻ ឬ F⁻ ការបន្ថែមអាស៊ីតដកអានីយ៉ុងនោះចេញពីសូលុយស្យុង ហើយទាញការរំលាយទៅមុខ។ អ៊ីដ្រូអុកស៊ីត និងកាបូណាតរលាយបានល្អជាងឆ្ងាយនៅ pH ទាប។ អំបិលនៃអានីយ៉ុងអាស៊ីតខ្លាំង ដូចជា AgCl មិនរងឥទ្ធិពលតាមរបៀបនេះទេ។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយ។ ម៉ាញេស្យូមអ៊ីដ្រូអុកស៊ីតមាន Ksp = 8.9 × 10⁻¹²។ ក្នុងទឹកសុទ្ធ Ksp = 4s³ ផ្តល់ s = 1.3 × 10⁻⁴ M និង [OH⁻] = 2.6 × 10⁻⁴ M ដូច្នេះសូលុយស្យុងតិត្ថិភាពមាន pH 10.42។ ប្រសិនបើសូលុយស្យុងទប់រក្សា pH នៅ 9.00 វិញ នោះ [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁵ M និង s = 8.9 × 10⁻¹² / (1.0 × 10⁻⁵)² = 0.089 M ច្រើនជាងស្ទើរតែ 700 ដង។ នេះសន្មតថាសូលុយស្យុងទប់មានសមត្ថភាពគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីស្រូបយកអ៊ីដ្រូអុកស៊ីតដែលបញ្ចេញ។

កំហុស Ksp ដែលត្រូវពិនិត្យមុនពេលអ្នកដាក់ស្នើ

កំហុសភាគច្រើនកើតចេញពីស្តូអ៊ីគីយ៉ូមេត្រីនៃការរំលាយ មិនមែនពីគំនិតលំនឹងខ្លួនឯងទេ។ ការសរសេរសមីការរំលាយ និងតួ s នៅខាងក្រោមវា ចាប់កំហុសភាគច្រើនបាន។

• កំណត់ Ksp ស្មើនឹង s² សម្រាប់អំបិលដែលបញ្ចេញអ៊ីយ៉ុងបី ឬច្រើនជាងនេះ។
• គុណកំហាប់អ៊ីយ៉ុងនឹងពីរ ប៉ុន្តែមិនលើកការេវាក្នុងកន្សោម ឬផ្ទុយមកវិញ។
• រៀបលំដាប់ភាពរលាយតាម Ksp រវាងអំបិលដែលមានផលធៀបអ៊ីយ៉ុងខុសគ្នា។
• ភ្លេចពនរសូលុយស្យុងទាំងពីរ នៅពេលគណនា Q ក្រោយពេលលាយ។
• មិនគិតពីអ៊ីយ៉ុងរួមដែលមានវត្តមានរួចហើយ។
• ដាក់សារធាតុរឹងចូលក្នុងកន្សោម Ksp។