Ìtúká àti Ksp: Iye Tó Ń Tú, àti Ìgbà Tí Ó Ń Dàlẹ̀

Kíkọ ìgbékalẹ̀ ọjà ìtúká

Nígbà tí ohun líle íọ̀nù tí kò fi bẹ́ẹ̀ tú bá kan ojútùú rẹ̀ tó kún, títú àti dídàlẹ̀ ń ṣẹlẹ̀ ní ìyára dọ́gba. Fún kálísíọ́mù fluóráìdì, CaF₂(s) ⇌ Ca²⁺(aq) + 2 F⁻(aq), alábàádọ́gba ìwọ́ntúnwọ́nsí sì jẹ́ Ksp = [Ca²⁺][F⁻]². A fi ohun líle sílẹ̀ nítorí ó jẹ́ ipò mímọ́.

A ń gbé ìpọ̀ íọ̀nù kọ̀ọ̀kan sí agbára alábàádọ́gba rẹ̀ nínú ìdọ́gba títú. Fún fàdákà kírómétì, Ag₂CrO₄(s) ⇌ 2 Ag⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq), Ksp = [Ag⁺]²[CrO₄²⁻]. Fún òjé(II) áyódáìdì, Ksp = [Pb²⁺][I⁻]².

Ìtúká mọ́ọ̀lù, s, ni iye mọ́ọ̀lù ohun líle tó ń tú fún lítà ojútùú tó kún kan. Sítọ́ikíọ́mẹ́tírì títú ló so ó mọ́ Ksp, nítorí náà Ksp àti ìtúká kì í ṣe nọ́ńbà kan náà, a kò sì lè fi wọ́n wé ara wọn tààrà láàrin àwọn iyọ̀ tí irú fọ́múlà wọn yàtọ̀.

Láti Ksp dé ìtúká mọ́ọ̀lù

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́ 1. Fàdákà klóráìdì ní Ksp = 1.6 × 10⁻¹⁰ nínú Àfikún J. Tí s mol/L bá tú, [Ag⁺] = [Cl⁻] = s, nítorí náà Ksp = s². Nígbà náà s = √(1.6 × 10⁻¹⁰) = 1.3 × 10⁻⁵ M. Pẹ̀lú M(AgCl) = 143.32 g/mol, ìyẹn jẹ́ 1.8 × 10⁻³ g fún lítà kan, mílígíráàmù méjì ní àròpọ̀.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́ 2. Kálísíọ́mù fluóráìdì ní Ksp = 4.0 × 10⁻¹¹. Tí s mol/L bá tú, [Ca²⁺] = s àti [F⁻] = 2s, nítorí náà Ksp = s(2s)² = 4s³. Nígbà náà s = (4.0 × 10⁻¹¹ / 4) tí a gbé sí agbára 1/3 = 2.2 × 10⁻⁴ M.

Fi méjèèjì wé ara wọn. AgCl ní Ksp tó tóbi jù, síbẹ̀ CaF₂ ń tú ju u lọ ní nǹkan bí ìlọ́po 17 ní mọ́ọ̀lù fún lítà kan. Agbára náà ń yí bí Ksp ṣe ń bá ìtúká mu padà, nítorí náà o lè tò ìtúká nípa Ksp nìkan fún àwọn iyọ̀ tó ní ìbátan íọ̀nù kan náà.

• Àwọn iyọ̀ 1:1 bíi AgCl tàbí CaCO₃: Ksp = s².
• Àwọn iyọ̀ 1:2 tàbí 2:1 bíi CaF₂, PbI₂ tàbí Ag₂CrO₄: Ksp = 4s³.
• Àwọn iyọ̀ 1:3 bíi Al(OH)₃: Ksp = 27s⁴.

Láti ìtúká tí a wọ̀n padà sí Ksp

Ìṣirò náà tún ń lọ ní ọ̀nà kejì. Ká ní a rí i pé ojútùú òjé(II) áyódáìdì tó kún ní 25 °C ní 0.70 g PbI₂ tí a tú fún lítà kan. Pẹ̀lú M(PbI₂) = 461.0 g/mol, s = 0.70 / 461.0 = 1.52 × 10⁻³ M.

PbI₂ kọ̀ọ̀kan tó ń tú ń fún ni Pb²⁺ kan àti I⁻ méjì, nítorí náà [Pb²⁺] = 1.52 × 10⁻³ M àti [I⁻] = 3.04 × 10⁻³ M. Nígbà náà Ksp = (1.52 × 10⁻³)(3.04 × 10⁻³)² = 1.4 × 10⁻⁸, èyí tó bá iye Àfikún J mu. Àṣìṣe méjì wọ́pọ̀ níbí. Gbígbàgbé kókó 2 lórí [I⁻] ń mú kí Ksp kéré jù ní ìlọ́po mẹ́rin. Gbígbàgbé láti gbé [I⁻] sí agbára méjì ń fún ni agbára s tí kò tọ́ rárá.

Fífi íọ̀nù àjùmọ̀ní kún un ń dín ìtúká kù

Tí ojútùú náà bá ti ní ọ̀kan nínú àwọn íọ̀nù iyọ̀ náà tẹ́lẹ̀, ìlànà Le Chatelier ń ti ìwọ́ntúnwọ́nsí títú padà sí ọ̀dọ̀ ohun líle. Èyí ni ipa íọ̀nù àjùmọ̀ní.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́. Rí ìtúká AgCl nínú NaCl 0.10 M. Báyìí [Cl⁻] = 0.10 + s, s sì kéré gan-an lẹ́gbẹ̀ẹ́ 0.10, nítorí náà [Cl⁻] ≈ 0.10 M. Nígbà náà s = Ksp / [Cl⁻] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.10 = 1.6 × 10⁻⁹ M. Ìyẹn kéré ní nǹkan bí ìlọ́po 8,000 ju ti omi mímọ́ lọ, s kò sì tó nǹkan ní kedere ní ìfiwéra pẹ̀lú 0.10, nítorí náà ìṣirò àmúlò náà dúró.

Fún CaF₂ nínú NaF 0.010 M, [F⁻] ≈ 0.010 M àti s = 4.0 × 10⁻¹¹ / (0.010)² = 4.0 × 10⁻⁷ M, nǹkan bí ìlọ́po 540 kéré ju ti omi mímọ́ lọ. Rántí láti gbé ìpọ̀ fluóráìdì sí agbára méjì níbí, gẹ́gẹ́ bí nínú ìgbékalẹ̀ Ksp.

Ṣé yóò dàlẹ̀? Fífi Q wé Ksp

Láti sọ bóyá dída ojútùú méjì pọ̀ yóò ṣẹ̀dá ohun líle, ṣírò ọjà íọ̀nù Q láti àwọn ìpọ̀ lẹ́yìn dída pọ̀, kí o sì fi wé Ksp. Tí Q bá tóbi ju Ksp lọ, ojútùú náà ti kún kọjá, ohun ìdàlẹ̀ sì ń ṣẹ̀dá. Tí Q bá kéré sí tàbí dọ́gba pẹ̀lú Ksp, kò sí ohun líle tó ń ṣẹ̀dá.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́. Da 50.0 mL Pb(NO₃)₂ 0.0010 M pọ̀ mọ́ 50.0 mL KI 0.0020 M. Dída pọ̀ ń ṣe ìlọ́po méjì ìwọ̀n ààyè, nítorí náà ìpọ̀ kọ̀ọ̀kan ń dín kù sí ààbọ̀: [Pb²⁺] = 5.0 × 10⁻⁴ M àti [I⁻] = 1.0 × 10⁻³ M. Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻³)² = 5.0 × 10⁻¹⁰. Ìyẹn wà nísàlẹ̀ Ksp = 1.4 × 10⁻⁸, nítorí náà PbI₂ kankan kò dàlẹ̀.

Tún un ṣe pẹ̀lú KI 0.020 M. Báyìí [I⁻] = 1.0 × 10⁻² M lẹ́yìn dída pọ̀, Q = (5.0 × 10⁻⁴)(1.0 × 10⁻²)² = 5.0 × 10⁻⁸. Ìyẹn ju Ksp lọ, nítorí náà PbI₂ aláwọ̀ ofeefee ń ṣẹ̀dá. Gbígbàgbé ìmú rọ̀ nígbà dída pọ̀ ni àṣìṣe tó wọ́pọ̀ jù nínú àwọn ìṣòro wọ̀nyí.

Ìdàlẹ̀ àyànfẹ́: yíya àwọn íọ̀nù sọ́tọ̀ nípa Ksp

Nígbà tí íọ̀nù méjì bá lè dàlẹ̀ ọ̀kọ̀ọ̀kan pẹ̀lú ohun èlò ìhùwàpọ̀ kan náà, èyí tí iyọ̀ rẹ̀ nílò ìpọ̀ ohun èlò tó rẹlẹ̀ jù ló ń dàlẹ̀ ní àkọ́kọ́. Fífi kún un díẹ̀díẹ̀ lè yà wọ́n sọ́tọ̀ nígbà náà.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́. Ojútùú kan jẹ́ 0.010 M nínú Cl⁻ àti CrO₄²⁻ méjèèjì, a sì ń fi Ag⁺ kún un díẹ̀díẹ̀. AgCl bẹ̀rẹ̀ sí ṣẹ̀dá nígbà tí [Ag⁺] = 1.6 × 10⁻¹⁰ / 0.010 = 1.6 × 10⁻⁸ M. Ag₂CrO₄, pẹ̀lú Ksp = 9.0 × 10⁻¹² láti Àfikún J, bẹ̀rẹ̀ sí ṣẹ̀dá nígbà tí [Ag⁺]² × 0.010 = 9.0 × 10⁻¹², nítorí náà [Ag⁺] = 3.0 × 10⁻⁵ M. AgCl ló kọ́kọ́ dàlẹ̀.

Nígbà tí Ag₂CrO₄ pupa bá fi máa hàn, [Cl⁻] ti sọ̀kalẹ̀ sí 1.6 × 10⁻¹⁰ / 3.0 × 10⁻⁵ = 5.3 × 10⁻⁶ M, nítorí náà nǹkan bí 0.05 ìdá-ọgọ́rùn-ún klóráìdì péré ló kù nínú ojútùú. Àyípadà àwọ̀ mímú yẹn ni ìpìlẹ̀ ìtítọ́rétì Mohr fún klóráìdì.

Ìdí tí àwọn iyọ̀ kan fi ń tú jù nínú ásídì

Bí áníọ̀nù iyọ̀ kan bá jẹ́ bésì, bíi OH⁻, CO₃²⁻ tàbí F⁻, fífi ásídì kún un ń mú áníọ̀nù yẹn kúrò nínú ojútùú, ó sì ń fa ìtúká síwájú. Àwọn háídíróksídì àti kábọ́nétì ń tú dáradára jù lọ ní pH tó rẹlẹ̀. Àwọn iyọ̀ tí áníọ̀nù wọn wá láti ásídì líle, bíi AgCl, kò ní ipa lọ́nà yìí.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́. Mágnẹ́síọ́mù háídíróksídì ní Ksp = 8.9 × 10⁻¹². Nínú omi mímọ́, Ksp = 4s³ ń fún ni s = 1.3 × 10⁻⁴ M àti [OH⁻] = 2.6 × 10⁻⁴ M, nítorí náà ojútùú tó kún ní pH 10.42. Bí àmúdúró kan bá dipo pH mú ní 9.00 dípò bẹ́ẹ̀, nígbà náà [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁵ M àti s = 8.9 × 10⁻¹² / (1.0 × 10⁻⁵)² = 0.089 M, èyí tó fẹ́rẹ̀ẹ́ jẹ́ ìlọ́po 700 jù. Èyí ń gbà pé àmúdúró náà ní agbára tó tó láti gba háídíróksídì tí a tú jáde.

Àwọn àṣìṣe Ksp láti ṣàyẹ̀wò kí o tó fi ìdáhùn sílẹ̀

Ọ̀pọ̀ jù lọ àṣìṣe ń wá láti sítọ́ikíọ́mẹ́tírì ìtúká, kì í ṣe láti èrò ìwọ́ntúnwọ́nsí fúnra rẹ̀. Kíkọ ìdọ́gba ìtúká àti àwọn ẹ̀ka s sí abẹ́ rẹ̀ ń mú ọ̀pọ̀ jù lọ nínú wọn.

• Fífi Ksp dọ́gba pẹ̀lú s² fún iyọ̀ tí ń tú íọ̀nù mẹ́ta tàbí jù bẹ́ẹ̀ lọ sílẹ̀.
• Fífi ìlọ́po méjì ìpọ̀ íọ̀nù kan sí i ṣùgbọ́n láìgbé e sí agbára méjì nínú ìgbékalẹ̀ náà, tàbí ìdàkejì rẹ̀.
• Títo ìtúká lẹ́sẹẹsẹ nípa Ksp láàrin àwọn iyọ̀ tí ìpín íọ̀nù wọn yàtọ̀.
• Gbígbàgbé láti ṣe ìmú rọ̀ fún àwọn ojútùú méjèèjì nígbà ṣíṣírò Q lẹ́yìn dídàpọ̀.
• Ṣíṣàìka íọ̀nù àjùmọ̀ní tó ti wà níbẹ̀ tẹ́lẹ̀ sí.
• Fífi ohun líle náà sínú ìgbékalẹ̀ Ksp.