10.7: Oplosbaarheidsevenwichten

In hoofdstuk 5 leerden we over een klasse van reacties waarbij een vaste stof werd gevormd die “onoplosbaar” was in water, en die neersloeg uit de oplossing. In deze “neerslagreacties” werd een ionisch zout als “onoplosbaar” beschreven, waardoor de reactie in de richting van de vorming van producten werd gestuurd. Zilverchloride is hier een klassiek voorbeeld van. Als je zilvernitraat (bijna alle nitraatzouten zijn “oplosbaar” in water) mengt met natriumchloride, vormt zich een overvloedig wit neerslag van zilverchloride en wordt het zilvernitraat “onoplosbaar” geacht.

Niettemin, als je de heldere oplossing boven het zilverchloride neerslag neemt en een chemische analyse doet, zullen er natrium-ionen, nitraat-ionen, en sporen van chloride-ionen en zilver-ionen te vinden zijn. De concentraties zilver- en chloride-ionen zouden ongeveer 1,67 × 10-5 M zijn, veel lager dan de concentraties waar we normaal mee werken, vandaar dat we zeggen dat zilverchloride “onoplosbaar in water” is. Dat is natuurlijk niet waar. Oplosbaarheid is een evenwicht waarbij ionen het vaste oppervlak verlaten en in oplossing gaan op hetzelfde moment dat ionen weer worden afgezet op het vaste oppervlak. Voor zilverchloride zou men de evenwichtsuitdrukking kunnen schrijven als:

AgCl(s) + H2O(l)⇄ Ag+(aq) + Cl-(aq)

Om de uitdrukking voor de evenwichtsconstante voor deze oplosbaarheidsreactie te kunnen schrijven, moeten we ons de regels herinneren die in Paragraaf 10.2 van dit hoofdstuk; regel #4 zegt: “Reactanten of producten die aanwezig zijn als vaste stof of vloeistof of het oplosmiddel, hebben allemaal een activiteitswaarde van 1, en dus hebben ze geen invloed op de waarde van de evenwichtsuitdrukking.” Omdat zilverchloride een vaste stof is, en water het oplosmiddel, is de uitdrukking voor de evenwichtsconstante eenvoudig,

Noteer dat we de evenwichtsconstante hebben aangeduid met Ksp, waarbij “sp” verwijst naar het oplosbaarheidsevenwicht, of “oplosbaarheidsproduct” (het product van de concentraties van de ionen). De waarde van Ksp voor zilverchloride kunnen we berekenen uit de hierboven aangehaalde analytische gegevens; een waterige oplossing boven vast zilverchloride heeft een concentratie van zilver- en chloride-ionen van 1,67 × 10-5 M, bij 25˚ C. Omdat de concentraties van zilver- en chloride-ionen beide 1,67 × 10-5 M zijn, moet de waarde van Ksp onder deze omstandigheden zijn:

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

Dit is erg weinig, als je bedenkt dat Ksp voor natriumchloride ongeveer 29 is!

Voor een zout als PbI2 vertelt de chemische analyse ons dat de loodconcentratie in een verzadigde oplossing (de maximale evenwichtsoplosbaarheid onder een bepaalde set omstandigheden, zoals temperatuur, druk, etc.) ongeveer 1,30 × 10-3 M is. Om Ksp voor lood(II)jodide te berekenen, moet je eerst de chemische vergelijking en dan de evenwichtsuitdrukking voor Ksp schrijven en dan gewoon de ionische concentraties substitueren. Bedenk daarbij dat er voor elk loodion twee jodide-ionen zijn, zodat de concentraties voor lood(II) en jodide respectievelijk 1,30 × 10-3 M en 2,60 × 10-3 M zijn.

PbI2(s) ⇄ Pb2+(aq) + 2 I-(aq)

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

Bijdrager

  • ContribEEWikibooks

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.