Как да определим разтворимостта: 14 стъпки (със снимки)

Съдържание:

Как да определим разтворимостта: 14 стъпки (със снимки)
Как да определим разтворимостта: 14 стъпки (със снимки)

Видео: Как да определим разтворимостта: 14 стъпки (със снимки)

Видео: Как да определим разтворимостта: 14 стъпки (със снимки)
Видео: От нула до $50 000 за 5 ДНИ (Копирайте и поставете тази пари... 2024, Март
Anonim

Разтворимостта се използва в химията за описване на свойствата на твърдо съединение, което се смесва и напълно се разтваря във флуид, без да оставя неразтворени частици. Само йонни (заредени) съединения са разтворими. За практически цели запомнянето на няколко правила или препращането към списък с тях е достатъчно, за да ви каже дали повечето йонни съединения ще останат твърди, когато попаднат във вода, или ще се разтвори значително количество. В действителност определен брой молекули ще се разтворят, дори ако не виждате промяната, така че за точни експерименти може да се наложи да знаете как да изчислите това количество.

Стъпки

Метод 1 от 2: Използване на бързи правила

Определяне на разтворимостта Стъпка 1
Определяне на разтворимостта Стъпка 1

Стъпка 1. Научете за йонните съединения

Всеки атом обикновено има определен брой електрони, но понякога те улавят допълнителен електрон или губят такъв чрез процес, известен като прехвърляне на електрони. Резултатът е an йон, който има електрически заряд. Когато йон с отрицателен заряд (допълнителен електрон) срещне йон с положителен заряд (липсващ електрон), те се свързват заедно точно като отрицателните и положителните краища на 2 магнита. Резултатът е йонно съединение.

  • Извикват се йони с отрицателни заряди аниони, докато йони с положителни заряди са катиони.
  • Обикновено броят на електроните в атома е равен на броя на протоните, премахвайки електрическите заряди.
Определяне на разтворимостта Стъпка 2
Определяне на разтворимостта Стъпка 2

Стъпка 2. Разберете разтворимостта

Водни молекули (Н2О) имат необичайна структура, което ги прави подобни на магнит: единият край има положителен заряд, докато другият има отрицателен. Когато пуснете йонно съединение във вода, тези "водни магнити" ще се съберат около него, опитвайки се да разделят положителните и отрицателните йони.

  • Някои йонни съединения не са залепени много добре; това са разтворим тъй като водата ще ги раздели и разтвори. Други съединения са свързани по -силно и са неразтворим тъй като те могат да се слепват въпреки водните молекули.
  • Някои съединения имат вътрешни връзки, които са сходни по сила с дърпането на водата. Тези се наричат слабо разтворим, тъй като значително количество съединения ще бъдат разделени, но останалите ще останат заедно.
Определете разтворимостта Стъпка 3
Определете разтворимостта Стъпка 3

Стъпка 3. Проучете правилата за разтворимост

Тъй като взаимодействията между атомите са доста сложни, не винаги е интуитивно кои съединения са разтворими и кои са неразтворими. Потърсете първия йон в съединението в списъка по -долу, за да разберете как обикновено се държи, след това проверете изключенията, за да се уверите, че вторият йон няма необичайно взаимодействие.

  • Например, за да проверите стронциев хлорид (SrCl2), потърсете Sr или Cl в удебелените стъпки по -долу. Cl е "обикновено разтворим", затова проверете под него за изключения. Sr не е посочен като изключение, така че SrCl2 трябва да бъде разтворим.
  • Най -често срещаните изключения от всяко правило са написани под него. Има и други изключения, но е малко вероятно да ги срещнете в типичен клас или лаборатория по химия.
Определяне на разтворимостта Стъпка 4
Определяне на разтворимостта Стъпка 4

Стъпка 4. Признайте, че съединенията са разтворими, ако съдържат алкални метали

Алкалните метали включват Li+, Na+, К+, Rb+, и Cs+. Те се наричат още елементи от група IA: литий, натрий, калий, рубидий и цезий. Почти всяко едно съединение, което включва един от тези йони, е разтворимо.

  • Изключение:

    Ли3PO4 е неразтворим.

Определете разтворимостта Стъпка 5
Определете разтворимостта Стъпка 5

Стъпка 5. Разберете, че някои други съединения са разтворими

Те включват съединения на NO3-, ° С2З3О2-, НЕ2-, ClO3-и ClO4-. Съответно това са нитратните, ацетатните, нитритните, хлоратните и перхлоратните йони. Имайте предвид, че ацетатът често се съкращава OAC.

  • Изключения:

    Ag (OAc) (сребърен ацетат) и Hg (OAc)2 (живачен ацетат) са неразтворими.

  • AgNO2- и KClO4- са само „слабо разтворими“.
Определяне на разтворимостта Стъпка 6
Определяне на разтворимостта Стъпка 6

Стъпка 6. Обърнете внимание, че съединенията на Cl-, Бр-, и аз- обикновено са разтворими.

Хлоридните, бромидните и йодидните йони почти винаги образуват разтворими съединения, наречени халогенни соли.

  • Изключение:

    Ако някой от тези двойки с йони сребърен Ag+, живак Hg22+, или олово Pb2+, резултатът е неразрешим. Същото важи и за по -рядко срещаните съединения, получени от сдвояване с мед Cu+ и талий Tl+.

Определяне на разтворимостта Стъпка 7
Определяне на разтворимостта Стъпка 7

Стъпка 7. Осъзнайте, че съединенията, съдържащи SO42- обикновено са разтворими.

Сулфатният йон обикновено образува разтворими съединения, но има няколко изключения.

  • Изключения:

    Сулфатният йон образува неразтворими съединения със следните йони: стронций Sr2+, барий Ba2+, олово Pb2+, сребро Ag+, калций Са2+, радий Ra2+, и двуатомно сребро Ag22+. Обърнете внимание, че сребърен сулфат и калциев сулфат се разтварят достатъчно, че някои хора ги наричат леко разтворими.

Определете разтворимостта Стъпка 8
Определете разтворимостта Стъпка 8

Стъпка 8. Знайте, че съединения, съдържащи ОН- или S.2- са неразтворими.

Това са съответно хидроксидните и сулфидните йони.

  • Изключения:

    Помните ли алкалните метали (група I-A) и как те обичат да образуват разтворими съединения? Ли+, Na+, К+, Rb+, и Cs+ всички образуват разтворими съединения с хидроксидните или сулфидните йони. В допълнение, хидроксидът образува разтворими соли с алкалоземните (група II-А) йони: калциев Са2+, стронций Sr2+, и барий Ba2+. Обърнете внимание, че съединенията, получени от хидроксид и алкална земя, имат точно толкова молекули, които остават свързани, за да се считат понякога за "леко разтворими".

Определете разтворимостта Стъпка 9
Определете разтворимостта Стъпка 9

Стъпка 9. Разберете, че съединенията, съдържащи CO32- или PO43- са неразтворими.

Последна проверка за карбонатни и фосфатни йони и трябва да знаете какво да очаквате от вашето съединение.

  • Изключения:

    Тези йони образуват разтворими съединения с обичайните заподозрени, алкалните метали Li+, Na+, К+, Rb+, и Cs+, както и с амониев NH4+.

Метод 2 от 2: Изчисляване на разтворимостта от Ksp

Определете разтворимостта Стъпка 10
Определете разтворимостта Стъпка 10

Стъпка 1. Потърсете константата на разтворимост на продукта (Ksp).

Тази константа е различна за всяко съединение, така че ще трябва да я потърсите в диаграма във вашия учебник. Тъй като тези стойности са определени експериментално, те могат да варират в широки граници между диаграмите, така че е най -добре да отидете с диаграмата на вашия учебник, ако има такава. Освен ако не е посочено друго, повечето диаграми приемат, че работите при 25ºC (77ºF).

Например, ако разтваряте оловен йодид или PbI2, запишете неговата константа на разтворимост на продукта.

Определяне на разтворимостта Стъпка 11
Определяне на разтворимостта Стъпка 11

Стъпка 2. Напишете химичното уравнение

Първо, определете как съединението се разделя на йони, когато се разтвори. След това напишете уравнение с Ksp от едната страна и съставните йони от другата.

  • Например, молекула на PbI2 се разделя на йони Pb2+, Аз-, и втора аз-. (Трябва само да знаете или да потърсите заряда на 1 йон, тъй като знаете, че общото съединение винаги ще има неутрален заряд.)
  • Напишете уравнението 7,1 × 10–9 = [Pb2+] [Аз-]2
  • Уравнението е константата на разтворимост на продукта, която може да се намери за 2 -те йона в таблицата на разтворимостта. Тъй като има 2 I- йони, аз- е към втората степен.
Определете разтворимостта Стъпка 12
Определете разтворимостта Стъпка 12

Стъпка 3. Променете уравнението, за да използвате променливи

Препишете уравнението като прост алгебричен проблем, като използвате това, което знаете за броя на молекулите и йоните. Задайте x равно на количеството на съединението, което ще се разтвори, и презапишете променливите, представляващи числата на всеки йон по отношение на x.

  • В нашия пример трябва да пренапишем 7,1 × 10–9 = [Pb2+] [Аз-]2
  • Тъй като има 1 оловен йон (Pb2+) в съединението броят на разтворените молекули на съединението ще бъде равен на броя на свободните оловни йони. Така че можем да зададем [Pb2+] до x.
  • Тъй като има 2 йодни йона (I-) за всеки оловен йон можем да зададем броя на йодните атоми равен на 2x на квадрат.
  • Уравнението вече е 7,1 × 10–9 = (x) (2x)2
Определете разтворимостта Стъпка 13
Определете разтворимостта Стъпка 13

Стъпка 4. Отчетете обикновените йони, ако има такива

Пропуснете тази стъпка, ако разтваряте съединението в чиста вода. Ако съединението се разтваря в разтвор, който вече съдържа един или повече от съставните йони ("общ йон"), разтворимостта се намалява значително. Ефектът на общите йони е най -забележим в съединения, които са предимно неразтворими и в тези случаи можете да приемете, че по -голямата част от йони в равновесие идват от йона, който вече присъства в разтвора. Препишете уравнението, за да включите известната моларна концентрация (молове на литър или М) на йони, които вече са в разтвора, като замените стойността на x, която сте използвали за този йон.

Например, ако нашето оловно -йодидно съединение се разтваря в разтвор с 0,2 М оловен хлорид (PbCl2), бихме пренаписали нашето уравнение като 7.1 × 10–9 = (0.2M+x) (2x)2. След това, тъй като 0,2 М е толкова по -висока концентрация от х, можем спокойно да го пренапишем като 7,1 × 10–9 = (0.2M) (2x)2.

Определяне на разтворимостта Стъпка 14
Определяне на разтворимостта Стъпка 14

Стъпка 5. Решете уравнението

Решете за x и ще разберете колко разтворимо е съединението. Поради начина, по който е определена константата на разтворимост, отговорът ви ще бъде в молове разтворено съединение на литър вода. Може да се нуждаете от калкулатор, за да намерите окончателния отговор.

  • Следното е за разтворимост в чиста вода, а не с обикновени йони.
  • 7.1×10–9 = (x) (2x)2
  • 7.1×10–9 = (x) (4x2)
  • 7.1×10–9 = 4x3
  • (7.1×10–9) ÷ 4 = x3
  • x = ∛ ((7,1 × 10–9) ÷ 4)
  • x = 1,2 х 10-3 молове на литър ще се разтворят. Това е много малко количество, така че знаете, че това съединение е по същество неразтворимо.

Видео - Използвайки тази услуга, може да се сподели част от информацията с YouTube

Съвети

Ако имате експериментални данни за това колко от съединението е разтворено, можете да използвате същото уравнение за решаване на константата на разтворимост Ksp.

Предупреждения

  • Няма общоприето определение на тези термини, но химиците са съгласни с повечето съединения. Някои съединения с ръбове със значителни количества както разтворени, така и неразтворени молекули могат да бъдат описани по различен начин чрез различни таблици за разтворимост
  • Някои по -стари учебници изброяват NH4ОН като разтворимо съединение. Това е неправилно; малки количества NH4+ и ОХ- йони могат да бъдат открити, но те не могат да бъдат изолирани, за да образуват съединение.

Препоръчано: