NộI Dung
Trong hóa học, một số chất rắn ion có độ hòa tan thấp trong nước. Một số chất hòa tan, và một khối vật liệu rắn vẫn còn. Để tính chính xác lượng hòa tan, bạn sử dụng Ksp, hằng số sản phẩm hòa tan, cùng với một biểu thức xuất phát từ phản ứng cân bằng độ hòa tan cho chất.
Xây dựng phản ứng hòa tan
Viết phương trình phản ứng hòa tan cân bằng cho chất mà bạn quan tâm. Đây là phương trình mô tả những gì xảy ra khi phần rắn và phần hòa tan đạt đến trạng thái cân bằng. Lấy một ví dụ, chì florua, PbF2, hòa tan thành các ion chì và florua trong phản ứng thuận nghịch:
PbF2 Pb2+ + 2F-
Lưu ý rằng các khoản phí tích cực và tiêu cực phải cân bằng ở cả hai bên. Cũng lưu ý, mặc dù chì có ion hóa +2, florua có -1. Để cân bằng các điện tích và tính số lượng nguyên tử cho mỗi nguyên tố, bạn nhân số florua ở phía bên phải với hệ số 2.
Xây dựng phương trình Ksp
Tra cứu hằng số sản phẩm hòa tan cho chất mà bạn quan tâm. Sách và trang web hóa học có bảng chất rắn ion và hằng số sản phẩm hòa tan tương ứng của chúng. Để làm theo ví dụ về florua chì, Ksp là 3,7 x 10-8. Hình này nằm ở phía bên trái của chữ Ksp phương trình. Ở bên phải, bạn tách ra từng ion trong dấu ngoặc vuông. Lưu ý rằng một ion đa nguyên tử sẽ có dấu ngoặc riêng, bạn không nên tách nó ra thành các phần tử riêng lẻ. Đối với các ion có hệ số, hệ số trở thành một công suất, như trong biểu thức sau:
Ksp= 3,7 x 10-8 = 2
Thay thế và giải quyết
Biểu thức trên tương đương với hằng số sản phẩm hòa tan Ksp với hai ion hòa tan nhưng không cung cấp nồng độ. Để tìm nồng độ, thay thế X cho mỗi ion, như sau:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (X)2
Điều này coi mỗi ion là khác biệt, cả hai đều có nồng độ mol và sản phẩm của các mol đó bằng Ksp, hằng số sản phẩm hòa tan. Tuy nhiên, ion thứ hai (F) thì khác. Nó có hệ số là 2, có nghĩa là mỗi ion florua được tính riêng. Để giải thích điều này sau khi thay thế bằng X, hãy đặt hệ số bên trong dấu ngoặc đơn:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (2X)2
Bây giờ giải quyết cho X:
3,7 x 10-8 = (X) (4X2)
3,7 x 10-8 = 4X3
X = 0,0021 M
Đây là nồng độ dung dịch tính bằng mol trên lít.
Xác định lượng hòa tan
Để tìm lượng chất hòa tan, nhân với lít nước, sau đó nhân với khối lượng mol. Ví dụ: nếu chất của bạn hòa tan trong 500 mL nước, 0,0021 mol mỗi lít lần .5 lít bằng 0,00105 mol. Từ bảng tuần hoàn, khối lượng nguyên tử trung bình của chì là 207,2 và flo là 19,00. Vì phân tử florua chì có 2 nguyên tử flo, nhân khối lượng của nó với 2 để có được 38,00. Tổng khối lượng mol của chì florua sau đó là 245,20 gram mỗi mol. Vì dung dịch của bạn có 0,0021 mol chất hòa tan, 0,0021 lần so với 245,20 gam mỗi mol cho 0,55 gam ion chì và florua hòa tan.