ಕರಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು Ksp: ಎಷ್ಟು ಕರಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಯಾವಾಗ ಅವಕ್ಷೇಪಿಸುತ್ತದೆ

ಕರಗುವಿಕೆ ಗುಣಲಬ್ಧ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಬರೆಯುವುದು

ಸ್ವಲ್ಪ ಕರಗುವ ಅಯಾನಿಕ ಘನವಸ್ತು ತನ್ನ ಸಂತೃಪ್ತ ದ್ರಾವಣದೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿದ್ದಾಗ, ಕರಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಅವಕ್ಷೇಪನ ಸಮಾನ ದರಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತವೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಫ್ಲೋರೈಡ್‌ಗೆ, CaF₂(s) ⇌ Ca²⁺(aq) + 2 F⁻(aq), ಮತ್ತು ಸಾಮ್ಯ ಸ್ಥಿರಾಂಕ Ksp = [Ca²⁺][F⁻]². ಘನವಸ್ತು ಶುದ್ಧ ಪ್ರಾವಸ್ಥೆಯಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಬಿಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರತಿ ಅಯಾನು ಗಾಢತೆಯನ್ನು ಕರಗುವಿಕೆ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿನ ಅದರ ಗುಣಾಂಕದ ಘಾತಕ್ಕೆ ಏರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಲ್ವರ್ ಕ್ರೋಮೇಟ್‌ಗೆ, Ag₂CrO₄(s) ⇌ 2 Ag⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq), Ksp = [Ag⁺]²[CrO₄²⁻]. ಲೆಡ್(II) ಅಯೋಡೈಡ್‌ಗೆ, Ksp = [Pb²⁺][I⁻]².

ಮೋಲಾರ್ ಕರಗುವಿಕೆ, s, ಎಂದರೆ ಸಂತೃಪ್ತ ದ್ರಾವಣದ ಪ್ರತಿ ಲೀಟರ್‌ಗೆ ಕರಗುವ ಘನವಸ್ತುವಿನ ಮೋಲ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ. ಅದು ಕರಗುವಿಕೆಯ ಸ್ಟೊಯಿಕಿಯೊಮೆಟ್ರಿಯ ಮೂಲಕ Ksp ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ Ksp ಮತ್ತು ಕರಗುವಿಕೆ ಒಂದೇ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲ ಮತ್ತು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಸೂತ್ರ ಪ್ರಕಾರಗಳ ಲವಣಗಳ ನಡುವೆ ನೇರವಾಗಿ ಹೋಲಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

Ksp ಯಿಂದ ಮೋಲಾರ್ ಕರಗುವಿಕೆಗೆ

ಬಿಡಿಸಿದ ಉದಾಹರಣೆ 1. ಅನುಬಂಧ J ನಲ್ಲಿ ಸಿಲ್ವರ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್‌ಗೆ Ksp = 1.6 × 10⁻¹⁰. s mol/L ಕರಗಿದರೆ, [Ag⁺] = [Cl⁻] = s, ಆದ್ದರಿಂದ Ksp = s². ಆಗ s = √(1.6 × 10⁻¹⁰) = 1.3 × 10⁻⁵ M. M(AgCl) = 143.32 g/mol ನೊಂದಿಗೆ, ಅದು ಪ್ರತಿ ಲೀಟರ್‌ಗೆ 1.8 × 10⁻³ g, ಒಂದೆರಡು ಮಿಲಿಗ್ರಾಂಗಳು.

ಬಿಡಿಸಿದ ಉದಾಹರಣೆ 2. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಫ್ಲೋರೈಡ್‌ಗೆ Ksp = 4.0 × 10⁻¹¹. s mol/L ಕರಗಿದರೆ, [Ca²⁺] = s ಮತ್ತು [F⁻] = 2s, ಆದ್ದರಿಂದ Ksp = s(2s)² = 4s³. ಆಗ s = (4.0 × 10⁻¹¹ / 4) ರ 1/3 ಘಾತ = 2.2 × 10⁻⁴ M.

ಎರಡನ್ನೂ ಹೋಲಿಸಿ. AgCl ಗೆ ದೊಡ್ಡ Ksp ಇದೆ, ಆದರೂ CaF₂ ಪ್ರತಿ ಲೀಟರ್‌ಗೆ ಮೋಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 17 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಕರಗುತ್ತದೆ. ಘಾತಾಂಕ Ksp ಕರಗುವಿಕೆಗೆ ಹೇಗೆ ಹೊಂದುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಬದಲಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಒಂದೇ ಅಯಾನು ಅನುಪಾತವಿರುವ ಲವಣಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ನೀವು Ksp ಮೂಲಕ ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಶ್ರೇಣೀಕರಿಸಬಹುದು.

• AgCl ಅಥವಾ CaCO₃ ನಂತಹ 1:1 ಲವಣಗಳು: Ksp = s².
• CaF₂, PbI₂ ಅಥವಾ Ag₂CrO₄ ನಂತಹ 1:2 ಅಥವಾ 2:1 ಲವಣಗಳು: Ksp = 4s³.
• Al(OH)₃ ನಂತಹ 1:3 ಲವಣಗಳು: Ksp = 27s⁴.

ಅಳೆದ ಕರಗುವಿಕೆಯಿಂದ ಮರಳಿ Ksp ಗೆ

ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಇನ್ನೊಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲೂ ಸಾಗುತ್ತದೆ. 25 °C ನಲ್ಲಿ ಲೆಡ್(II) ಅಯೋಡೈಡ್‌ನ ಸಂತೃಪ್ತ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಲೀಟರ್‌ಗೆ 0.70 g ಕರಗಿದ PbI₂ ಇದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಿ. M(PbI₂) = 461.0 g/mol ನೊಂದಿಗೆ, s = 0.70 / 461.0 = 1.52 × 10⁻³ M.

ಕರಗುವ ಪ್ರತಿ PbI₂ ಒಂದು Pb²⁺ ಮತ್ತು ಎರಡು I⁻ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ [Pb²⁺] = 1.52 × 10⁻³ M ಮತ್ತು [I⁻] = 3.04 × 10⁻³ M. ಆಗ Ksp = (1.52 × 10⁻³)(3.04 × 10⁻³)² = 1.4 × 10⁻⁸, ಇದು ಅನುಬಂಧ J ಮೌಲ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಎರಡು ತಪ್ಪುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯ. [I⁻] ಮೇಲಿನ 2 ರ ಅಂಶವನ್ನು ಮರೆತರೆ Ksp ನಾಲ್ಕು ಪಟ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾಗುತ್ತದೆ. [I⁻] ಅನ್ನು ವರ್ಗಗೊಳಿಸಲು ಮರೆತರೆ s ನ ಘಾತವೇ ತಪ್ಪಾಗುತ್ತದೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಯಾನನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಹತ್ತಿಕ್ಕುತ್ತದೆ

ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಈಗಾಗಲೇ ಲವಣದ ಅಯಾನುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಇದ್ದರೆ, ಲ ಷಾಟೆಲಿಯೆ ತತ್ವ ಕರಗುವಿಕೆ ಸಾಮ್ಯಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಘನವಸ್ತುವಿನ ಕಡೆಗೆ ಮರಳಿ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದೇ ಸಾಮಾನ್ಯ-ಅಯಾನು ಪರಿಣಾಮ.

ಬಿಡಿಸಿದ ಉದಾಹರಣೆ. 0.10 M NaCl ನಲ್ಲಿ AgCl ನ ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಿರಿ. ಈಗ [Cl⁻] = 0.10 + s, ಮತ್ತು 0.10 ರ ಮುಂದೆ s ಅತಿ ಸಣ್ಣದು, ಆದ್ದರಿಂದ [Cl⁻] ≈ 0.10 M. ಆಗ s = Ksp / [Cl⁻] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.10 = 1.6 × 10⁻⁹ M. ಅದು ಶುದ್ಧ ನೀರಿಗಿಂತ ಸುಮಾರು 8,000 ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆ, ಮತ್ತು 0.10 ಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ s ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ನಗಣ್ಯ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅಂದಾಜು ಸರಿಹೊಂದುತ್ತದೆ.

0.010 M NaF ನಲ್ಲಿ CaF₂ ಗೆ, [F⁻] ≈ 0.010 M ಮತ್ತು s = 4.0 × 10⁻¹¹ / (0.010)² = 4.0 × 10⁻⁷ M, ಶುದ್ಧ ನೀರಿಗಿಂತ ಸುಮಾರು 540 ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆ. Ksp ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯಲ್ಲಿರುವಂತೆಯೇ, ಇಲ್ಲಿಯೂ ಫ್ಲೋರೈಡ್ ಗಾಢತೆಯನ್ನು ವರ್ಗಗೊಳಿಸಲು ನೆನಪಿಡಿ.

ಅವಕ್ಷೇಪಿಸುತ್ತದೆಯೇ? Q ಅನ್ನು Ksp ಯೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸುವುದು

ಎರಡು ದ್ರಾವಣಗಳನ್ನು ಬೆರೆಸಿದರೆ ಘನವಸ್ತು ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆಯೇ ಎಂದು ಊಹಿಸಲು, ಬೆರೆಸಿದ ನಂತರದ ಗಾಢತೆಗಳಿಂದ ಅಯಾನು ಗುಣಲಬ್ಧ Q ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ ಅದನ್ನು Ksp ಯೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿ. Q Ksp ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ದ್ರಾವಣ ಅತಿಸಂತೃಪ್ತ ಮತ್ತು ಅವಕ್ಷೇಪ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. Q Ksp ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಅಥವಾ ಸಮವಾಗಿದ್ದರೆ, ಯಾವುದೇ ಘನವಸ್ತು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ.

ಬಿಡಿಸಿದ ಉದಾಹರಣೆ. 0.0010 M Pb(NO₃)₂ ನ 50.0 mL ಅನ್ನು 0.0020 M KI ನ 50.0 mL ನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಿ. ಬೆರೆಸುವುದು ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ದುಪ್ಪಟ್ಟುಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರತಿ ಗಾಢತೆಯೂ ಅರ್ಧವಾಗುತ್ತದೆ: [Pb²⁺] = 5.0 × 10⁻⁴ M ಮತ್ತು [I⁻] = 1.0 × 10⁻³ M. Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻³)² = 5.0 × 10⁻¹⁰. ಅದು Ksp = 1.4 × 10⁻⁸ ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಯಾವುದೇ PbI₂ ಅವಕ್ಷೇಪಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

0.020 M KI ಯೊಂದಿಗೆ ಪುನರಾವರ್ತಿಸಿ. ಈಗ ಬೆರೆಸಿದ ನಂತರ [I⁻] = 1.0 × 10⁻² M ಮತ್ತು Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻²)² = 5.0 × 10⁻⁸. ಅದು Ksp ಅನ್ನು ಮೀರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹಳದಿ PbI₂ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಬೆರೆಸುವಾಗಿನ ದುರ್ಬಲೀಕರಣವನ್ನು ಮರೆಯುವುದು ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಲ್ಲಿನ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ದೋಷ.

ಆಯ್ದ ಅವಕ್ಷೇಪನ: Ksp ಮೂಲಕ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುವುದು

ಎರಡು ಅಯಾನುಗಳು ತಲಾ ಒಂದೇ ಕಾರಕದೊಂದಿಗೆ ಅವಕ್ಷೇಪಿಸಬಲ್ಲವಾದಾಗ, ಯಾವುದರ ಲವಣಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆ ಕಾರಕ ಗಾಢತೆ ಬೇಕೋ ಅದು ಮೊದಲು ಅವಕ್ಷೇಪಿಸುತ್ತದೆ. ನಿಧಾನ ಸೇರ್ಪಡೆ ನಂತರ ಅವನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಬಲ್ಲದು.

ಬಿಡಿಸಿದ ಉದಾಹರಣೆ. ಒಂದು ದ್ರಾವಣ Cl⁻ ಮತ್ತು CrO₄²⁻ ಎರಡರಲ್ಲೂ 0.010 M ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು Ag⁺ ಅನ್ನು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. [Ag⁺] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.010 = 1.6 × 10⁻⁸ M ಆದಾಗ AgCl ರೂಪುಗೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಅನುಬಂಧ J ನಿಂದ Ksp = 9.0 × 10⁻¹² ಇರುವ Ag₂CrO₄, [Ag⁺]² × 0.010 = 9.0 × 10⁻¹² ಆದಾಗ, ಅಂದರೆ [Ag⁺] = 3.0 × 10⁻⁵ M ಆದಾಗ, ರೂಪುಗೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. AgCl ಮೊದಲು ಅವಕ್ಷೇಪಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೆಂಪು Ag₂CrO₄ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ವೇಳೆಗೆ, [Cl⁻] 1.6 × 10⁻¹⁰ / 3.0 × 10⁻⁵ = 5.3 × 10⁻⁶ M ಗೆ ಇಳಿದಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಕ್ಲೋರೈಡ್‌ನ ಸುಮಾರು 0.05 ಶೇಕಡಾ ಮಾತ್ರ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ. ಆ ತೀಕ್ಷ್ಣ ಬಣ್ಣ ಬದಲಾವಣೆ ಕ್ಲೋರೈಡ್‌ಗಾಗಿನ ಮೋರ್ ಟೈಟ್ರೇಷನ್‌ನ ಆಧಾರ.

ಕೆಲವು ಲವಣಗಳು ಆಮ್ಲದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಏಕೆ ಕರಗುತ್ತವೆ

ಲವಣದ ಋಣಅಯಾನು OH⁻, CO₃²⁻ ಅಥವಾ F⁻ ನಂತಹ ಪ್ರತ್ಯಾಮ್ಲವಾಗಿದ್ದರೆ, ಆಮ್ಲವನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು ಆ ಋಣಅಯಾನನ್ನು ದ್ರಾವಣದಿಂದ ತೆಗೆದು ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಮುಂದಕ್ಕೆ ಎಳೆಯುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬೊನೇಟ್‌ಗಳು ಕಡಿಮೆ pH ನಲ್ಲಿ ಬಹಳ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕರಗುತ್ತವೆ. AgCl ನಂತಹ ಪ್ರಬಲ-ಆಮ್ಲ ಋಣಅಯಾನುಗಳ ಲವಣಗಳು ಈ ರೀತಿ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ಬಿಡಿಸಿದ ಉದಾಹರಣೆ. ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್‌ಗೆ Ksp = 8.9 × 10⁻¹². ಶುದ್ಧ ನೀರಿನಲ್ಲಿ, Ksp = 4s³ s = 1.3 × 10⁻⁴ M ಮತ್ತು [OH⁻] = 2.6 × 10⁻⁴ M ನೀಡುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸಂತೃಪ್ತ ದ್ರಾವಣದ pH 10.42. ಬದಲಿಗೆ ಬಫರ್ pH ಅನ್ನು 9.00 ನಲ್ಲಿ ಇಟ್ಟರೆ, ಆಗ [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁵ M ಮತ್ತು s = 8.9 × 10⁻¹² / (1.0 × 10⁻⁵)² = 0.089 M, ಬಹುತೇಕ 700 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು. ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಬಫರ್‌ಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿದೆ ಎಂದು ಇದು ಭಾವಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಲ್ಲಿಸುವ ಮೊದಲು ಪರಿಶೀಲಿಸಬೇಕಾದ Ksp ದೋಷಗಳು

ಹೆಚ್ಚಿನ ದೋಷಗಳು ಸಾಮ್ಯಸ್ಥಿತಿ ಕಲ್ಪನೆಯಿಂದಲ್ಲ, ಕರಗುವಿಕೆಯ ಸ್ಟೊಯಿಕಿಯೊಮೆಟ್ರಿಯಿಂದ ಬರುತ್ತವೆ. ಕರಗುವಿಕೆ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಮತ್ತು ಅದರ ಕೆಳಗೆ s ಪದಗಳನ್ನು ಬರೆದರೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನವು ಸಿಕ್ಕಿಬೀಳುತ್ತವೆ.

• ಮೂರು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ ಲವಣಕ್ಕೆ Ksp ಅನ್ನು s² ಗೆ ಸಮವೆಂದು ಇಡುವುದು.
• ಅಯಾನಿನ ಗಾಢತೆಯನ್ನು ದುಪ್ಪಟ್ಟುಗೊಳಿಸಿ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ವರ್ಗಗೊಳಿಸದಿರುವುದು, ಅಥವಾ ಇದರ ವಿರುದ್ಧ.
• ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಅಯಾನು ಅನುಪಾತಗಳಿರುವ ಲವಣಗಳ ನಡುವೆ Ksp ಮೂಲಕ ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಶ್ರೇಣೀಕರಿಸುವುದು.
• ಬೆರೆಸಿದ ನಂತರ Q ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಾಗ ಎರಡೂ ದ್ರಾವಣಗಳನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಲು ಮರೆಯುವುದು.
• ಈಗಾಗಲೇ ಇರುವ ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಯಾನನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸುವುದು.
• Ksp ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಘನವಸ್ತುವನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು.