10.7: Solubility Equilibria

Az 5. fejezetben megismertünk egy olyan reakciócsoportot, amelynek során vízben “oldhatatlan” szilárd anyag keletkezik, és kicsapódik az oldatból. Ezekben a “kicsapódási reakciókban” egy ionos sót írtunk le “oldhatatlannak”, ami a reakciót a termékek képződése felé terelte. Az ezüst-klorid klasszikus példa erre. Ha ezüst-nitrátot (szinte minden nitrát só “oldódik” vízben) nátrium-kloriddal keverünk, bőséges fehér ezüst-klorid csapadék keletkezett, és az ezüst-nitrátot “oldhatatlannak” minősítették.

Mindezek ellenére, ha az ezüst-klorid csapadék felett lévő tiszta oldatot vesszük, és kémiai analízist végzünk, nátriumionokat, nitrátionokat, valamint nyomokban kloridionokat és ezüstionokat találunk benne. Az ezüst- és kloridionok koncentrációja körülbelül 1,67 × 10-5 M lenne, ami jóval alacsonyabb, mint azok a koncentrációk, amelyekkel általában dolgozunk, ezért mondjuk, hogy az ezüst-klorid “vízben nem oldódik”. Ez természetesen nem igaz. Az oldhatóság egy olyan egyensúlyi állapot, amelyben az ionok elhagyják a szilárd felületet és oldatba mennek, ugyanakkor az ionok újra lerakódnak a szilárd felületre. Az ezüst-klorid esetében az egyensúlyi kifejezést a következőképpen írhatjuk fel:

AgCl(s) + H2O(l)⇄ Ag+(aq) + Cl-(aq)

Az oldhatósági reakció egyensúlyi állandójára vonatkozó kifejezés felírásához fel kell idéznünk a 10. szakaszban ismertetett szabályokat.2. fejezetében leírtakra; a 4. szabály kimondja: “A szilárd vagy folyékony halmazállapotban, illetve az oldószerben jelenlévő reagensek vagy termékek mind 1-es aktivitásértékkel rendelkeznek, így nem befolyásolják az egyensúlyi kifejezés értékét”. Mivel az ezüst-klorid szilárd anyag, és a víz az oldószer, az egyensúlyi állandó kifejezése egyszerűen,

\\]

Megjegyezzük, hogy az egyensúlyi állandót Ksp-vel jelöltük, ahol az “sp” az oldhatósági egyensúlyra, illetve az “oldhatósági termékre” (az ionok koncentrációinak szorzata) utal. A Ksp értékét az ezüst-kloridra a fent idézett analitikai adatokból kiszámíthatjuk; a szilárd ezüst-klorid feletti vizes oldatban az ezüst- és a kloridionok koncentrációja 1,67 × 10-5 M, 25˚ C-on. Mivel az ezüst- és a kloridionok koncentrációja egyaránt 1,67 × 10-5 M, a Ksp értéke ilyen körülmények között:

\=(1,67\szer 10^{-5})^{2}=2,79\szer 10^{-10}\]

Ez nagyon kicsi, figyelembe véve, hogy a nátrium-klorid Ksp értéke körülbelül 29!

Egy olyan só esetében, mint a PbI2, a kémiai analízis azt mondja, hogy az ólom koncentrációja telített oldatban (a maximális egyensúlyi oldhatóság egy meghatározott feltételrendszer, például hőmérséklet, nyomás stb. mellett) körülbelül 1,30 × 10-3 M. Az ólom(II)-jodid Ksp-jének kiszámításához először fel kell írni a kémiai egyenletet, majd a Ksp egyensúlyi kifejezését, majd egyszerűen be kell helyettesíteni az ionkoncentrációkat. Ennek során ne feledje, hogy minden ólomionra két jodidion jut, ezért az ólom(II) és a jodid koncentrációi 1,30 × 10-3 M, illetve 2,60 × 10-3 M értékek.

PbI2(s) ⇄ Pb2+(aq) + 2 I-(aq)

\^{2}=(1,30\szer 10^{-3})(2,60\szer 10^{-3})^{2}=8.79\times 10^{-9}\]

Contributor

  • ContribEEWikikönyvek

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.