ການລະລາຍ ແລະ Ksp: ລະລາຍໄດ້ເທົ່າໃດ, ແລະ ຕົກຕະກອນເມື່ອໃດ

ການຂຽນສຳນວນຜົນຄູນການລະລາຍ

ເມື່ອຂອງແຂງໄອອອນິກທີ່ລະລາຍໄດ້ເລັກນ້ອຍສຳຜັດກັບສາລະລາຍອີ່ມຕົວຂອງມັນ, ການລະລາຍ ແລະ ການຕົກຕະກອນເກີດຂຶ້ນດ້ວຍອັດຕາເທົ່າກັນ. ສຳລັບແຄວຊຽມຟລູອໍໄຣດ໌, CaF₂(s) ⇌ Ca²⁺(aq) + 2 F⁻(aq), ແລະ ຄ່າຄົງທີ່ສະມະດຸນແມ່ນ Ksp = [Ca²⁺][F⁻]². ຂອງແຂງບໍ່ໄດ້ໃສ່ໄວ້ເພາະມັນເປັນເຟສບໍລິສຸດ.

ແຕ່ລະຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນຍົກກຳລັງດ້ວຍສຳປະສິດຂອງມັນໃນສົມຜົນການລະລາຍ. ສຳລັບຊິລເວີໂຄຣເມດ, Ag₂CrO₄(s) ⇌ 2 Ag⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq), Ksp = [Ag⁺]²[CrO₄²⁻]. ສຳລັບເລດ(II) ໄອໂອໄດດ໌, Ksp = [Pb²⁺][I⁻]².

ການລະລາຍໂມລາ, s, ແມ່ນຈຳນວນໂມນຂອງຂອງແຂງທີ່ລະລາຍຕໍ່ລິດຂອງສາລະລາຍອີ່ມຕົວ. ມັນສຳພັນກັບ Ksp ຜ່ານສະໂຕອິກິໂອເມທຣີຂອງການລະລາຍ, ສະນັ້ນ Ksp ແລະ ການລະລາຍບໍ່ແມ່ນຕົວເລກດຽວກັນ ແລະ ບໍ່ສາມາດປຽບທຽບກັນໂດຍກົງລະຫວ່າງເກືອທີ່ມີປະເພດສູດຕ່າງກັນ.

ຈາກ Ksp ເຖິງການລະລາຍໂມລາ

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ 1. ຊິລເວີຄລໍໄຣດ໌ມີ Ksp = 1.6 × 10⁻¹⁰ ໃນພາກຜະໜວກ J. ຖ້າລະລາຍ s mol/L, [Ag⁺] = [Cl⁻] = s, ສະນັ້ນ Ksp = s². ສະນັ້ນ s = √(1.6 × 10⁻¹⁰) = 1.3 × 10⁻⁵ M. ດ້ວຍ M(AgCl) = 143.32 g/mol, ນັ້ນແມ່ນ 1.8 × 10⁻³ g ຕໍ່ລິດ, ປະມານສອງສາມມິລລິກຣາມ.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ 2. ແຄວຊຽມຟລູອໍໄຣດ໌ມີ Ksp = 4.0 × 10⁻¹¹. ຖ້າລະລາຍ s mol/L, [Ca²⁺] = s ແລະ [F⁻] = 2s, ສະນັ້ນ Ksp = s(2s)² = 4s³. ສະນັ້ນ s = (4.0 × 10⁻¹¹ / 4) ຍົກກຳລັງ 1/3 = 2.2 × 10⁻⁴ M.

ປຽບທຽບທັງສອງ. AgCl ມີ Ksp ໃຫຍ່ກວ່າ, ແຕ່ CaF₂ ລະລາຍໄດ້ຫຼາຍກວ່າປະມານ 17 ເທົ່າເປັນໂມນຕໍ່ລິດ. ເລກກຳລັງປ່ຽນວິທີທີ່ Ksp ສຳພັນກັບການລະລາຍ, ສະນັ້ນທ່ານອາດຈັດອັນດັບການລະລາຍຕາມ Ksp ໄດ້ສະເພາະສຳລັບເກືອທີ່ມີອັດຕາສ່ວນໄອອອນຄືກັນເທົ່ານັ້ນ.

• ເກືອ 1:1 ເຊັ່ນ AgCl ຫຼື CaCO₃: Ksp = s².
• ເກືອ 1:2 ຫຼື 2:1 ເຊັ່ນ CaF₂, PbI₂ ຫຼື Ag₂CrO₄: Ksp = 4s³.
• ເກືອ 1:3 ເຊັ່ນ Al(OH)₃: Ksp = 27s⁴.

ຈາກການລະລາຍທີ່ວັດໄດ້ກັບຄືນໄປຫາ Ksp

ການຄິດໄລ່ຍັງເຮັດໄດ້ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ. ສົມມຸດວ່າສາລະລາຍອີ່ມຕົວຂອງເລດ(II) ໄອໂອໄດດ໌ທີ່ 25 °C ພົບວ່າມີ PbI₂ ທີ່ລະລາຍ 0.70 g ຕໍ່ລິດ. ດ້ວຍ M(PbI₂) = 461.0 g/mol, s = 0.70 / 461.0 = 1.52 × 10⁻³ M.

PbI₂ ແຕ່ລະໜ່ວຍທີ່ລະລາຍໃຫ້ Pb²⁺ ໜຶ່ງໜ່ວຍ ແລະ I⁻ ສອງໜ່ວຍ, ສະນັ້ນ [Pb²⁺] = 1.52 × 10⁻³ M ແລະ [I⁻] = 3.04 × 10⁻³ M. ສະນັ້ນ Ksp = (1.52 × 10⁻³)(3.04 × 10⁻³)² = 1.4 × 10⁻⁸, ເຊິ່ງກົງກັບຄ່າໃນພາກຜະໜວກ J. ມີສອງຄວາມຜິດພາດທີ່ພົບເລື້ອຍຢູ່ນີ້. ການລືມປັດໄຈ 2 ຂອງ [I⁻] ເຮັດໃຫ້ Ksp ນ້ອຍເກີນໄປສີ່ເທົ່າ. ການລືມຍົກກຳລັງສອງ [I⁻] ໃຫ້ກຳລັງຂອງ s ທີ່ຜິດໄປເລີຍ.

ການເພີ່ມໄອອອນຮ່ວມຢັບຢັ້ງການລະລາຍ

ຖ້າສາລະລາຍມີໄອອອນໜຶ່ງຂອງເກືອຢູ່ແລ້ວ, ຫຼັກຂອງເລີ ຊາເຕີລີເອຈະຍູ້ສະມະດຸນການລະລາຍກັບໄປທາງຂອງແຂງ. ນີ້ແມ່ນຜົນຂອງໄອອອນຮ່ວມ.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ. ຫາການລະລາຍຂອງ AgCl ໃນ NaCl 0.10 M. ຕອນນີ້ [Cl⁻] = 0.10 + s, ແລະ s ນ້ອຍຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບ 0.10, ສະນັ້ນ [Cl⁻] ≈ 0.10 M. ສະນັ້ນ s = Ksp / [Cl⁻] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.10 = 1.6 × 10⁻⁹ M. ນັ້ນຕ່ຳກວ່າໃນນ້ຳບໍລິສຸດປະມານ 8,000 ເທົ່າ, ແລະ s ນ້ອຍຈົນລະເລີຍໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນເມື່ອທຽບກັບ 0.10, ສະນັ້ນການປະມານໃຊ້ໄດ້.

ສຳລັບ CaF₂ ໃນ NaF 0.010 M, [F⁻] ≈ 0.010 M ແລະ s = 4.0 × 10⁻¹¹ / (0.010)² = 4.0 × 10⁻⁷ M, ຕ່ຳກວ່າໃນນ້ຳບໍລິສຸດປະມານ 540 ເທົ່າ. ຈື່ໄວ້ວ່າຕ້ອງຍົກກຳລັງສອງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຟລູອໍໄຣດ໌ຢູ່ນີ້, ຄືກັນກັບໃນສຳນວນ Ksp.

ມັນຈະຕົກຕະກອນບໍ? ການປຽບທຽບ Q ກັບ Ksp

ເພື່ອທຳນາຍວ່າການປະສົມສອງສາລະລາຍຈະໃຫ້ຂອງແຂງຫຼືບໍ່, ໃຫ້ຄິດໄລ່ຜົນຄູນໄອອອນ Q ຈາກຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຫຼັງຈາກປະສົມ ແລະ ປຽບທຽບມັນກັບ Ksp. ຖ້າ Q ໃຫຍ່ກວ່າ Ksp, ສາລະລາຍອີ່ມຕົວຍິ່ງ ແລະ ຕະກອນຈະເກີດຂຶ້ນ. ຖ້າ Q ນ້ອຍກວ່າ ຫຼື ເທົ່າກັບ Ksp, ບໍ່ມີຂອງແຂງເກີດຂຶ້ນ.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ. ປະສົມ Pb(NO₃)₂ 0.0010 M 50.0 mL ກັບ KI 0.0020 M 50.0 mL. ການປະສົມເຮັດໃຫ້ປະລິມານເພີ່ມເປັນສອງເທົ່າ, ສະນັ້ນແຕ່ລະຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຫຼຸດລົງເຄິ່ງໜຶ່ງ: [Pb²⁺] = 5.0 × 10⁻⁴ M ແລະ [I⁻] = 1.0 × 10⁻³ M. Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻³)² = 5.0 × 10⁻¹⁰. ຄ່ານີ້ຕ່ຳກວ່າ Ksp = 1.4 × 10⁻⁸, ສະນັ້ນ PbI₂ ບໍ່ຕົກຕະກອນ.

ເຮັດຊ້ຳດ້ວຍ KI 0.020 M. ຕອນນີ້ [I⁻] = 1.0 × 10⁻² M ຫຼັງຈາກປະສົມ ແລະ Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻²)² = 5.0 × 10⁻⁸. ຄ່ານີ້ເກີນ Ksp, ສະນັ້ນ PbI₂ ສີເຫຼືອງຈະເກີດຂຶ້ນ. ການລືມການເຈືອຈາງເມື່ອປະສົມແມ່ນຄວາມຜິດພາດທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດໃນໂຈດເຫຼົ່ານີ້.

ການຕົກຕະກອນແບບເລືອກ: ການແຍກໄອອອນດ້ວຍ Ksp

ເມື່ອໄອອອນສອງຊະນິດແຕ່ລະຊະນິດສາມາດຕົກຕະກອນກັບສານທົດສອບດຽວກັນ, ຊະນິດທີ່ເກືອຂອງມັນຕ້ອງການຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງສານທົດສອບຕ່ຳກວ່າຈະຕົກຕະກອນກ່ອນ. ການເພີ່ມຢ່າງຊ້າໆຈະສາມາດແຍກພວກມັນອອກໄດ້.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ. ສາລະລາຍໜຶ່ງມີທັງ Cl⁻ ແລະ CrO₄²⁻ 0.010 M, ແລະ ເພີ່ມ Ag⁺ ຢ່າງຊ້າໆ. AgCl ເລີ່ມເກີດຂຶ້ນເມື່ອ [Ag⁺] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.010 = 1.6 × 10⁻⁸ M. Ag₂CrO₄, ທີ່ມີ Ksp = 9.0 × 10⁻¹² ຈາກພາກຜະໜວກ J, ເລີ່ມເກີດຂຶ້ນເມື່ອ [Ag⁺]² × 0.010 = 9.0 × 10⁻¹², ສະນັ້ນ [Ag⁺] = 3.0 × 10⁻⁵ M. AgCl ຕົກຕະກອນກ່ອນ.

ເມື່ອ Ag₂CrO₄ ສີແດງປາກົດຂຶ້ນ, [Cl⁻] ໄດ້ຫຼຸດລົງເຫຼືອ 1.6 × 10⁻¹⁰ / 3.0 × 10⁻⁵ = 5.3 × 10⁻⁶ M, ສະນັ້ນຄລໍໄຣດ໌ເຫຼືອຢູ່ໃນສາລະລາຍພຽງປະມານ 0.05 ເປີເຊັນ. ການປ່ຽນສີທີ່ຊັດເຈນນັ້ນເປັນພື້ນຖານຂອງການໄທເທຣດແບບໂມຣ໌ສຳລັບຄລໍໄຣດ໌.

ເປັນຫຍັງເກືອບາງຊະນິດຈຶ່ງລະລາຍໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນໃນກົດ

ຖ້າແອນໄອອອນຂອງເກືອເປັນເບດ, ເຊັ່ນ OH⁻, CO₃²⁻ ຫຼື F⁻, ການເພີ່ມກົດຈະເອົາແອນໄອອອນນັ້ນອອກຈາກສາລະລາຍ ແລະ ດຶງການລະລາຍໃຫ້ດຳເນີນໄປໜ້າ. ໄຮດຣອກໄຊດ໌ ແລະ ຄາບອເນດລະລາຍໄດ້ດີກວ່າຫຼາຍທີ່ pH ຕ່ຳ. ເກືອຂອງແອນໄອອອນຈາກກົດແກ່, ເຊັ່ນ AgCl, ບໍ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບແບບນີ້.

ຕົວຢ່າງທີ່ແກ້ແລ້ວ. ແມກນີຊຽມໄຮດຣອກໄຊດ໌ມີ Ksp = 8.9 × 10⁻¹². ໃນນ້ຳບໍລິສຸດ, Ksp = 4s³ ໃຫ້ s = 1.3 × 10⁻⁴ M ແລະ [OH⁻] = 2.6 × 10⁻⁴ M, ສະນັ້ນສາລະລາຍອີ່ມຕົວມີ pH 10.42. ຖ້າບັບເຟີຮັກສາ pH ໄວ້ທີ່ 9.00 ແທນ, ສະນັ້ນ [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁵ M ແລະ s = 8.9 × 10⁻¹² / (1.0 × 10⁻⁵)² = 0.089 M, ຫຼາຍກວ່າເກືອບ 700 ເທົ່າ. ນີ້ຖືວ່າບັບເຟີມີຄວາມຈຸພຽງພໍທີ່ຈະດູດຊັບໄຮດຣອກໄຊດ໌ທີ່ປ່ອຍອອກມາ.

ຂໍ້ຜິດພາດກ່ຽວກັບ Ksp ທີ່ຕ້ອງກວດກ່ອນສົ່ງ

ຂໍ້ຜິດພາດສ່ວນໃຫຍ່ມາຈາກສະໂຕອິກິໂອເມທຣີຂອງການລະລາຍ, ບໍ່ແມ່ນຈາກແນວຄິດເລື່ອງສະມະດຸນເອງ. ການຂຽນສົມຜົນການລະລາຍ ແລະ ພົດ s ໄວ້ລຸ່ມມັນຈັບຂໍ້ຜິດພາດໄດ້ເກືອບທັງໝົດ.

• ຕັ້ງ Ksp ໃຫ້ເທົ່າກັບ s² ສຳລັບເກືອທີ່ປ່ອຍໄອອອນສາມໜ່ວຍຂຶ້ນໄປ.
• ຄູນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນດ້ວຍສອງ ແຕ່ບໍ່ຍົກກຳລັງສອງມັນໃນສຳນວນ, ຫຼື ກົງກັນຂ້າມ.
• ຈັດອັນດັບການລະລາຍຕາມ Ksp ລະຫວ່າງເກືອທີ່ມີອັດຕາສ່ວນໄອອອນຕ່າງກັນ.
• ລືມເຈືອຈາງສາລະລາຍທັງສອງເມື່ອຄິດໄລ່ Q ຫຼັງຈາກປະສົມ.
• ບໍ່ສົນໃຈໄອອອນຮ່ວມທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ.
• ໃສ່ຂອງແຂງໄວ້ໃນສຳນວນ Ksp.