Cum să determinați solubilitatea: 14 pași (cu imagini)

Solubilitatea este utilizată în chimie pentru a descrie proprietățile unui compus solid care este amestecat și se dizolvă complet într-un fluid fără a lăsa particule nedizolvate. Numai compușii ionici (încărcați) sunt solubili. În scopuri practice, memorarea câtorva reguli sau referindu-se la o listă a acestora este suficientă pentru a vă spune dacă majoritatea compușilor ionici vor rămâne solid atunci când au scăzut în apă sau dacă o cantitate semnificativă se va dizolva. În realitate, un număr de molecule se vor dizolva chiar dacă nu puteți vedea schimbarea, deci pentru experimente precise este posibil să știți cum să calculați această sumă.

Pași

Metoda 1 din 2:

Folosind reguli rapide

1. Aflați despre compușii ionici. Fiecare atom are în mod normal un anumit număr de electroni, dar uneori ridică un electron suplimentar sau pierd unul printr-un proces cunoscut sub numele de transfer de electroni. Rezultatul este un ion, care are o taxă electrică. Când un ion cu o încărcătură negativă (un electron suplimentar) îndeplinește un ion cu o încărcătură pozitivă (lipsa unui electron), se leagă împreună la fel ca și capetele negative și pozitive ale 2 magneți. Rezultatul este un compus ionic.

Sunt numite ioni cu taxe negative anioni, În timp ce ionii cu taxe pozitive sunt cationi.
În mod normal, numărul de electroni dintr-un atom este egal cu numărul de protoni, anulând încărcăturile electrice.

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 2

2. Înțelege solubilitatea. Molecule de apă (h₂O) au o structură neobișnuită, ceea ce le face similare cu un magnet: un capăt are o încărcătură pozitivă, în timp ce celălalt are un negativ. Când renunți la un compus ionic în apă, aceste apă "Magneți" se va aduna în jurul ei, încercând să tragă ionii pozitivi și negativi.

Unii compuși ionici nu sunt blocați foarte bine - acestea sunt solubil Deoarece apa le va scoate în afară și le va digura. Alți compuși sunt legați mai puternic și sunt insolubil deoarece pot rămâne împreună, în ciuda moleculelor de apă.

Unii compuși au legături interne care sunt similare în rezistență la tragerea apei. Acestea sunt numite ușor solubil, Deoarece o cantitate semnificativă de compuși va fi trasă în afară, dar restul va rămâne împreună.

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 3

3. Studiați regulile de solubilitate. Deoarece interacțiunile dintre atomi sunt destul de complexe, nu este întotdeauna intuitivă pe care compușii sunt solubili și care sunt insolubili. Căutați primul ion din compusul din lista de mai jos pentru a afla cum se comportă, apoi verificați excepțiile pentru a vă asigura că al doilea ION nu are o interacțiune neobișnuită.

De exemplu, pentru a verifica clorura de stronțiu (SRCL₂), căutați SR sau CI în pașii îndrăzneți de mai jos. CI este "de obicei solubile," Deci, verificați sub ea pentru excepții. SR nu este listată ca o excepție, deci SRCL₂ trebuie să fie solubile.

Cele mai frecvente excepții de la fiecare regulă sunt scrise sub ea. Există și alte excepții, dar este puțin probabil să le întâlniți într-o clasă tipică de chimie sau laborator.

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 4

4. Recunoașteți că compușii sunt solubili dacă conțin metale alcaline. Metalele alcaline includ Li, Na, K, RB și CS. Acestea sunt numite și elemente de grup IA: litiu, sodiu, potasiu, rubidiu și cesiu. Aproape fiecare compus care include unul dintre acești ioni este solubil.

Excepție: Li₃Po₄ este insolubil.

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 5

5. Să înțeleagă că alți compuși sunt solubili. Acestea includ compușii din nr₃, C₂H₃O₂, NU₂, Clo₃, și Clo₄. Respectiv, acestea sunt ionii de azotat, acetat, nitrit, clorat și perclorați. Rețineți că acetat este adesea abreviat OAC.

Excepții: AG (OAC) (acetat de argint) și HG (OAC)₂ (acetat de mercur) sunt insolubili.

Agno₂ și kclo₄ sunt numai "ușor solubil."

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 6

6. Rețineți că compușii din CI, Br și I sunt de obicei solubili. Ionii de clorură, bromură și iodură aproape întotdeauna compuși solubili, numiți săruri de halogen.

Excepție: Dacă oricare dintre aceste perechi cu ioni Silver AG, Mercur Hg₂, sau plumb Pb, rezultatul este insolubil. Același lucru este valabil și pentru compușii mai puțin obișnuiți din împerecherea cu cupru cu și taliu TL.

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 7

7. Realizați că compușii care conțin acest lucru₄ sunt de obicei solubile. Ionul de sulfat formează, în general, compuși solubili, dar există mai multe excepții.

Excepții: Ionul de sulfat formează compuși insolubili cu următorii ioni: Stronțium SR, Bariu Ba, plumb Pb, Silver AG, CA CA, Radium Ra și Diatomic Silver AG₂. Rețineți că sulfat de argint și sulfat de calciu se dizolvă suficient de suficient încât unii oameni le numesc ușor solubili.

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 8

8. Știți că compușii care conțin OH sau S sunt insolubili. Acestea sunt ionii de hidroxid și sulfură, respectiv.

Excepții: Amintiți-vă metalele alcaline (grupul I-A) și modul în care iubesc formarea compușilor solubili? Li, Na, K, RB și CS Formează compuși solubili cu ioni de hidroxid sau sulfură. În plus, hidroxidul formează săruri solubile cu ionii alcaline (grupul II-A): Calciu CA, Stronțium SR și Bariu Ba. Rețineți că compușii care rezultă din hidroxid și un pământ alcalin au doar molecule suficiente care rămân legate uneori să fie luate în considerare "ușor solubil."

Imagine intitulată Determinarea Solubili Pasul 9

9. Înțelegeți că compușii care conțin CO₃ sau Po₄ sunt insolubile. Ultima verificare a ionilor de carbonat și fosfat și ar trebui să știți ce să vă așteptați de la compusul dvs.

Excepții: Acești ioni formează compuși solubili cu suspecții obișnuiți, metalele alcaline Li, Na, K, RB și CS, precum și cu NH de amoniu₄.

Metoda 2 din 2:

Calcularea solubilității de la k_sp

1. Căutați constanta de solubilitate a produsului (k_sp). Această constantă este diferită pentru fiecare compus, deci va trebui să o căutați pe o diagramă din manualul dvs. Deoarece aceste valori sunt determinate experimental, pot varia foarte mult între diagrame, deci este mai bine să mergeți cu graficul dvs. de manuale dacă are unul. Dacă nu se specifică altfel, cele mai multe diagrame presupun că lucrați la 25 ° C (77ºF).

De exemplu, dacă dizolvați iodură de plumb sau PBI₂, Scrieți constanta solubilității produsului.

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 11

2. Scrieți ecuația chimică. În primul rând, determinați modul în care compusul se desparte în ioni când se dizolvă. Apoi, scrieți o ecuație cu K_sp Pe de o parte și ionii constitutivi de pe cealaltă.

De exemplu, o moleculă de PBI₂ se împarte în ionii Pb, eu și o secundă I. (Trebuie doar să știți sau să căutați încărcarea pe 1 ion, deoarece știți că compusul total va avea întotdeauna o încărcătură neutră.)

Scrieți ecuația 7.1 × 10 = [Pb] [i]

Ecuația este constanta de solubilitate a produsului, care poate fi găsită pentru cei 2 ioni într-o diagramă de solubilitate. Deoarece există 2 ioni I, sunt la a doua putere.

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 12

3. Modificați ecuația de a utiliza variabilele. Rescrieți ecuația ca o problemă simplă algebră, folosind ceea ce știți despre numărul de molecule și ioni. Set x egal cu cantitatea de compus care se va dizolva și rescrie variabilele reprezentând numerele fiecărui ion în termeni de x.

În exemplul nostru, trebuie să rescriem 7.1 × 10 = [Pb] [i]

Deoarece există 1 ion de plumb (PB) în compus, numărul de molecule de compus dizolvate va fi egal cu numărul de ioni de plumb liber. Așa că putem seta [Pb] la x.

Deoarece există 2 ioni de iod (i) pentru fiecare ion de plumb, putem seta numărul de atomi de iod egal cu 2x pătrat.

Ecuația este acum 7.1 × 10 = (x) (2x)

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 13

4. Contul de ioni obișnuiți, dacă este prezent. Treci peste acest pas dacă dizolvați compusul în apă pură. Dacă compusul este dizolvat într-o soluție care conține deja unul sau mai mulți dintre ionii constitutivi (a "Ion comun") cu toate acestea, solubilitatea este semnificativ scăzută. Efectul de ioni comun este cel mai notabil în compușii care sunt în mare parte insolubili și, în aceste cazuri, puteți presupune că marea majoritate a ionilor la echilibru provin din Ion deja prezent în soluție. Rescrieți ecuația pentru a include concentrația molară cunoscută (moli pe litru sau m) a ionilor deja în soluție, înlocuind valoarea lui X pe care ați utilizat-o pentru acel ion.

De exemplu, dacă compusul nostru de iodură de plumb a fost dizolvat într-o soluție cu 0.2 m clorură de plumb (PBCL₂), am rescrie ecuația noastră ca 7.1 × 10 = (0.2M + x) (2x). Apoi, de la 0.2M este o concentrație atât de mare decât x, putem rescrie în siguranță ca fiind 7.1 × 10 = (0.2m) (2x).

Imagine intitulată Determinați Solubilitatea Pasul 14

5. Rezolvați ecuația. Rezolvați pentru x, și veți ști cum este solubil compusul. Din cauza modului în care este definită constanta de solubilitate, răspunsul dvs. va fi în termeni de moli ai compusului dizolvat, pe litru de apă. Este posibil să aveți nevoie de un calculator pentru a găsi răspunsul final.

Următoarele sunt pentru solubilitate în apă pură, nu cu nici un ioni obișnuiți.

7.1 × 10 = (x) (2x)

7.1 × 10 = (x) (4x)

7.1 × 10 = 4x

(7.1 × 10) ÷ 4 = x

x = ∛ ((7.1 × 10) ÷ 4)

x = 1.2 x 10 moli pe litru se vor dizolva. Aceasta este o sumă foarte mică, deci știți că acest compus este în esență insolubil.

Video.

Prin utilizarea acestui serviciu, unele informații pot fi împărtășite cu YouTube.

Lucrurile de care veți avea nevoie

Tabelul constantelor de produs de solubilitate compus (K_sp)

sfaturi

Dacă aveți date experimentale cu privire la cantitatea de compus dizolvată, puteți utiliza aceeași ecuație pentru a rezolva pentru constanta de solubilitate k_sp.

Avertizări

Nu există o definiție universal acceptată a acestor termeni, dar chimistii sunt de acord cu majoritatea compusilor. Unii compuși de caz cu cantități semnificative de molecule dizolvate și nedizolvate pot fi descrise diferit de diferite tabele de solubilitate

Unele manuale mai vechi Lista NH₄Oh ca un compus solubil. Aceasta este incorectă - cantități mici de NH₄ și ionii pot fi detectați, dar ele nu pot fi izolați să formeze un compus.

Partajați pe rețeaua socială: