10.7: Solubility Equilibria

W rozdziale 5 dowiedzieliśmy się o klasie reakcji, które obejmowały tworzenie się ciała stałego, które było „nierozpuszczalne” w wodzie i wytrąciło się z roztworu. W tych „reakcjach strąceniowych”, jedna sól jonowa była opisana jako „nierozpuszczalna”, napędzając reakcję w kierunku tworzenia produktów. Klasycznym tego przykładem jest chlorek srebra. Jeśli zmieszasz azotan srebra (prawie wszystkie sole azotanowe są „rozpuszczalne” w wodzie) z chlorkiem sodu, powstanie obfity biały osad chlorku srebra, a azotan srebra zostanie uznany za „nierozpuszczalny”.

Niemniej jednak, jeśli weźmiesz przejrzysty roztwór znad osadu chlorku srebra i przeprowadzisz analizę chemiczną, będą w nim jony sodu, jony azotanowe oraz ślady jonów chlorkowych i jonów srebra. Stężenie jonów srebra i chlorku wynosiłoby około 1,67 × 10-5 M, czyli znacznie poniżej stężeń, z którymi zazwyczaj pracujemy, stąd mówimy, że chlorek srebra jest „nierozpuszczalny w wodzie”. To oczywiście nie jest prawdą. Rozpuszczalność jest stanem równowagi, w którym jony opuszczają powierzchnię ciała stałego i przechodzą do roztworu w tym samym czasie, w którym jony są ponownie osadzane na powierzchni ciała stałego. Dla chlorku srebra moglibyśmy zapisać wyrażenie równowagi jako:

AgCl(s) + H2O(l)⇄ Ag+(aq) + Cl-(aq)

Aby napisać wyrażenie na stałą równowagi dla tej reakcji rozpuszczalności, musimy przypomnieć sobie reguły podane w części 10.2 tego rozdziału; Reguła #4 mówi, „Reaktanty lub produkty, które są obecne jako ciała stałe lub ciecze lub rozpuszczalnik, wszystkie mają wartość aktywności 1, a więc nie mają wpływu na wartość wyrażenia równowagi.” Ponieważ chlorek srebra jest ciałem stałym, a woda jest rozpuszczalnikiem, wyrażenie na stałą równowagi jest po prostu,

Zauważ, że oznaczyliśmy stałą równowagi jako Ksp, gdzie „sp” odnosi się do równowagi rozpuszczalności, lub „iloczynu rozpuszczalności” (iloczyn stężeń jonów). Wartość Ksp dla chlorku srebra możemy obliczyć z danych analitycznych, które przytoczyliśmy powyżej; wodny roztwór stałego chlorku srebra ma stężenie jonów srebra i chlorku równe 1.67 × 10-5 M, w temperaturze 25˚C. Ponieważ stężenie jonów srebra i chlorku wynosi 1,67 × 10-5 M, wartość Ksp w tych warunkach musi wynosić:

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

To bardzo mało, biorąc pod uwagę, że Ksp dla chlorku sodu wynosi około 29!

Dla soli takiej jak PbI2 analiza chemiczna mówi nam, że stężenie ołowiu w roztworze nasyconym (maksymalna rozpuszczalność równowagowa w określonych warunkach, takich jak temperatura, ciśnienie, itp.) wynosi około 1,30 × 10-3 M. Aby obliczyć Ksp dla jodku ołowiu (II), musisz najpierw napisać równanie chemiczne, a następnie wyrażenie równowagowe dla Ksp, a następnie po prostu podstawić stężenia jonów. Wykonując tę czynność należy pamiętać, że na każdy jon ołowiu przypadają dwa jony jodku, dlatego stężenia ołowiu (II) i jodku wynoszą odpowiednio 1,30 × 10-3 M i 2,60 × 10-3 M.

PbI2(s) ⇄ Pb2+(aq) + 2 I-(aq)

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

Współautor

  • ContribEEWikibooks

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.