Solubility ngan Ksp: Pira an Natutunaw, ngan San-o Ini Nag-precipitate

Pagsulat han ekspresyon han solubility product

Kun an ionic nga solido nga gutiay la an solubility aada ha kontak han saturated nga solusyon hini, an pagkatunaw ngan an pag-precipitate nahitatabo ha pariho nga mga rate. Para ha calcium fluoride, CaF₂(s) ⇌ Ca²⁺(aq) + 2 F⁻(aq), ngan an equilibrium constant amo an Ksp = [Ca²⁺][F⁻]². An solido diri ginlalakip tungod kay putli ini nga phase.

An kada konsentrasyon han ion ginpapataas ha puwersa han koepisyente hini ha ekwasyon han pagkatunaw. Para ha silver chromate, Ag₂CrO₄(s) ⇌ 2 Ag⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq), Ksp = [Ag⁺]²[CrO₄²⁻]. Para ha lead(II) iodide, Ksp = [Pb²⁺][I⁻]².

An molar solubility, s, amo an kadamo han mga mole han solido nga natutunaw kada litro han saturated nga solusyon. Nakasumpay ini ha Ksp pinaagi han stoichiometry han pagkatunaw, salit an Ksp ngan solubility diri pariho nga numero ngan diri direkta makukumpara tabok ha mga asin nga lain-lain an klase han pormula.

Tikang ha Ksp paingod ha molar solubility

Halimbawa nga gin-solbar 1. An silver chloride may Ksp = 1.6 × 10⁻¹⁰ ha Appendix J. Kun s mol/L an natutunaw, [Ag⁺] = [Cl⁻] = s, salit Ksp = s². Kun sugad s = √(1.6 × 10⁻¹⁰) = 1.3 × 10⁻⁵ M. Kun M(AgCl) = 143.32 g/mol, 1.8 × 10⁻³ g ini kada litro, pira la nga milligram.

Halimbawa nga gin-solbar 2. An calcium fluoride may Ksp = 4.0 × 10⁻¹¹. Kun s mol/L an natutunaw, [Ca²⁺] = s ngan [F⁻] = 2s, salit Ksp = s(2s)² = 4s³. Kun sugad s = (4.0 × 10⁻¹¹ / 4) nga ginpataas ha puwersa nga 1/3 = 2.2 × 10⁻⁴ M.

Ikumpara an duha. An AgCl may mas dako nga Ksp, kundi an CaF₂ mga 17 ka beses nga mas soluble ha mga mole kada litro. An exponent nagbabag-o kun paonan-o an Ksp nasumpay ha solubility, salit puyde mo i-ranggo an solubility sumala ha Ksp para la ha mga asin nga pariho an ratio han ion.

• 1:1 nga mga asin sugad han AgCl o CaCO₃: Ksp = s².
• 1:2 o 2:1 nga mga asin sugad han CaF₂, PbI₂ o Ag₂CrO₄: Ksp = 4s³.
• 1:3 nga mga asin sugad han Al(OH)₃: Ksp = 27s⁴.

Tikang ha ginsukod nga solubility pabalik ha Ksp

An kuwenta nadalagan liwat ha lain nga direksyon. Kunohay an saturated nga solusyon han lead(II) iodide ha 25 °C nakita nga may sulod nga 0.70 g nga natunaw nga PbI₂ kada litro. Kun M(PbI₂) = 461.0 g/mol, s = 0.70 / 461.0 = 1.52 × 10⁻³ M.

An kada PbI₂ nga natutunaw naghahatag hin usa nga Pb²⁺ ngan duha nga I⁻, salit [Pb²⁺] = 1.52 × 10⁻³ M ngan [I⁻] = 3.04 × 10⁻³ M. Kun sugad Ksp = (1.52 × 10⁻³)(3.04 × 10⁻³)² = 1.4 × 10⁻⁸, nga nauyon ha bili ha Appendix J. Duha nga sayop an kasagaran dinhi. An pagkalimot han factor nga 2 ha [I⁻] naghihimo nga upat ka beses nga sobra kagutiay an Ksp. An pagkalimot pag-square han [I⁻] naghahatag hin bug-os nga sayop nga puwersa han s.

An pagdugang hin common ion nagpupugong han solubility

Kun an solusyon may sulod na nga usa han mga ion han asin, an prinsipyo ni Le Chatelier nagduduso han equilibrium han pagkatunaw pabalik paingod ha solido. Amo ini an common-ion effect.

Halimbawa nga gin-solbar. Pangitaa an solubility han AgCl ha 0.10 M nga NaCl. Karon [Cl⁻] = 0.10 + s, ngan an s gutiay gud kumpara ha 0.10, salit [Cl⁻] ≈ 0.10 M. Kun sugad s = Ksp / [Cl⁻] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.10 = 1.6 × 10⁻⁹ M. Mga 8,000 ka beses ini nga mas ubos kay ha putli nga tubig, ngan an s tataw nga diri mahinungdanon kumpara ha 0.10, salit nagagana an approximation.

Para ha CaF₂ ha 0.010 M nga NaF, [F⁻] ≈ 0.010 M ngan s = 4.0 × 10⁻¹¹ / (0.010)² = 4.0 × 10⁻⁷ M, mga 540 ka beses nga mas ubos kay ha putli nga tubig. Hinumdumi nga i-square an konsentrasyon han fluoride dinhi, sugad la ha ekspresyon han Ksp.

Mag-precipitate ba ini? Pagkumpara han Q ha Ksp

Basi tagnaon kun an pagsagol han duha nga solusyon naghihimo hin solido, kuwentaha an ion product nga Q tikang ha mga konsentrasyon kahuman pagsagol ngan ikumpara ini ha Ksp. Kun an Q mas dako kay ha Ksp, an solusyon supersaturated ngan nahihimo an precipitate. Kun an Q mas gutiay o katumbas han Ksp, waray solido nga nahihimo.

Halimbawa nga gin-solbar. Isagol an 50.0 mL han 0.0010 M nga Pb(NO₃)₂ upod an 50.0 mL han 0.0020 M nga KI. An pagsagol nagdodoble han volume, salit an kada konsentrasyon nababahin ha katunga: [Pb²⁺] = 5.0 × 10⁻⁴ M ngan [I⁻] = 1.0 × 10⁻³ M. Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻³)² = 5.0 × 10⁻¹⁰. Ubos ini han Ksp = 1.4 × 10⁻⁸, salit waray PbI₂ nga nag-precipitate.

Ulita gamit an 0.020 M nga KI. Karon [I⁻] = 1.0 × 10⁻² M kahuman pagsagol ngan Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻²)² = 5.0 × 10⁻⁸. Labaw ini han Ksp, salit nahihimo an dalag nga PbI₂. An pagkalimot han pagpalabnaw ha pagsagol amo an pinakakasagaran nga sayop hini nga mga problema.

Selective nga precipitation: pagbulag han mga ion sumala ha Ksp

Kun an duha nga ion tagsa nga puyde mag-precipitate upod an pariho nga reagent, an usa nga an asin nagkikinahanglan hin mas ubos nga konsentrasyon han reagent an syahan nga nag-precipitate. An hinay nga pagdugang unya makakabulag hira.

Halimbawa nga gin-solbar. An solusyon 0.010 M ha duha nga Cl⁻ ngan CrO₄²⁻, ngan an Ag⁺ hinay nga gindudugang. An AgCl nagsisugod mahimo kun [Ag⁺] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.010 = 1.6 × 10⁻⁸ M. An Ag₂CrO₄, nga may Ksp = 9.0 × 10⁻¹² tikang ha Appendix J, nagsisugod mahimo kun [Ag⁺]² × 0.010 = 9.0 × 10⁻¹², salit [Ag⁺] = 3.0 × 10⁻⁵ M. An AgCl an syahan nga nag-precipitate.

Ha oras nga makita an pula nga Ag₂CrO₄, an [Cl⁻] naubos na ngadto ha 1.6 × 10⁻¹⁰ / 3.0 × 10⁻⁵ = 5.3 × 10⁻⁶ M, salit mga 0.05 porsyento la han chloride an nabibilin ha solusyon. Ito nga matarom nga pagbag-o han kolor amo an basehan han Mohr titration para ha chloride.

Kay ano nga an pira nga asin mas natutunaw ha asido

Kun an anion han asin usa nga base, sugad han OH⁻, CO₃²⁻ o F⁻, an pagdugang hin asido nagtatangtang hito nga anion tikang ha solusyon ngan nagbibitad han pagkatunaw paabante. An mga hydroxide ngan carbonate mas maupay gud matunaw ha ubos nga pH. An mga asin han anion han makusog nga asido, sugad han AgCl, diri naaapektuhan hini nga paagi.

Halimbawa nga gin-solbar. An magnesium hydroxide may Ksp = 8.9 × 10⁻¹². Ha putli nga tubig, an Ksp = 4s³ naghahatag hin s = 1.3 × 10⁻⁴ M ngan [OH⁻] = 2.6 × 10⁻⁴ M, salit an saturated nga solusyon may pH 10.42. Kun an buffer imbes nagtitipig han pH ha 9.00, kun sugad [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁵ M ngan s = 8.9 × 10⁻¹² / (1.0 × 10⁻⁵)² = 0.089 M, hapit 700 ka beses nga mas damo. Nagdadahom ini nga an buffer may igo nga capacity basi suyopon an hydroxide nga ginpapagawas.

Mga sayop ha Ksp nga angay susihon antes ka magsumite

Kadam-an han mga sayop tikang ha stoichiometry han pagkatunaw, diri ha ideya han equilibrium mismo. An pagsulat han ekwasyon han pagkatunaw ngan han mga termino han s ha ilarom hini nakakadakop han kadam-an hini.

• Pagtakda han Ksp nga katumbas han s² para ha asin nga nagpapagawas hin tulo o labaw pa nga mga ion.
• Pagdoble han konsentrasyon han ion kundi diri pag-square hini ha ekspresyon, o an kabaliktaran.
• Pag-ranggo han solubility sumala ha Ksp tabok ha mga asin nga lain-lain an ratio han ion.
• Pagkalimot pagpalabnaw han duha nga solusyon kun nagkukuwenta han Q kahuman pagsagol.
• Diri pagtagad han common ion nga aada na.
• Paglakip han solido ha ekspresyon han Ksp.