Khi một phân tử ion, như muối ăn, hòa tan trong nước, nó sẽ phân tách thành các anion và cation. Anion là các nguyên tử hoặc phân tử tích điện âm vì chúng có thêm một electron nữa. Các cation là các nguyên tử hoặc phân tử tích điện dương vì chúng thiếu một hoặc một số electron. Tính toán nồng độ của một ion dẫn đến khi một phân tử ion hòa tan trong nước không phải là điều khó thực hiện miễn là bạn biết hằng số phân tử hòa tan và nồng độ của ion tích điện trái dấu.
Hãy xem xét phân tử ion mà bạn đang nghiên cứu và xác định cách nó hòa tan trong nước - các cation và anion kết quả là gì. Ví dụ, chì (II) florua, PbFl2, tạo ra các cation chì và anion flo. Thông thường, các công thức phân tử của các phân tử ion được viết bằng cation trước.
Tra cứu hằng số sản phẩm hòa tan của phân tử của bạn. Hằng số sản phẩm hòa tan là sự phản ánh mức độ phân tử ion hòa tan hoàn toàn trong dung dịch 1 mol (M). Liên kết thứ hai trong phần Tài liệu tham khảo dưới đây chứa các hằng số hòa tan cho nhiều phân tử ion. Từ đó, chúng ta thấy rằng hằng số hòa tan của chì (II) florua là 1,1 x 10 ^ -7.
Viết phương trình tổng quát cho hằng số sản phẩm hòa tan, sau đó điền chi tiết cho phân tử bạn đang nghiên cứu. Hằng số sản phẩm hòa tan cho phân tử ion chung AyBz là:
Độ hòa tan không đổi = (Nồng độ của A) ^ y x (Nồng độ của B) ^ z
Nếu chúng ta thêm một mol PbFl2 vào lượng nước đủ để cung cấp cho chúng ta tổng nồng độ PbFl2 là 1 mol (M), phương trình của chúng ta sẽ như sau:
1.1 x 10 ^ -7 = (Nồng độ của cation Pb) ^ 1 x (Nồng độ Fl anion) ^ 2))
Tìm hiểu nồng độ của cation hoặc anion để giải quyết cho cái kia. Bạn không thể tính nồng độ của một ion mà không biết ion kia. Các vấn đề trong sách hóa học sẽ luôn luôn cung cấp cho một; trong phòng thí nghiệm, bạn sẽ phải đo nồng độ của một trong các ion bằng phương pháp chuẩn độ. Trong ví dụ của chúng tôi, hãy tưởng tượng rằng nồng độ của anion flo trong dung dịch là 3.0 x 10 ^ -3 M.
Giải phương trình hằng số hòa tan cho nồng độ của cation Pb cho ta:
Nồng độ của cation Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / Nồng độ của Fl anion
Cắm vào nồng độ đã biết của năng suất Fl anion.
Nồng độ của cation Pb = 1.1 x 10 ^ -7 / 1.0 x 10-3 = 1.1 x 10 ^ -10 M
Nồng độ của cation chì trong dung dịch PbFl2 với nồng độ anion florua là 1,0 x 10 ^ -3 M là 1,1 x 10 ^ -10 M.