Quando una molecola ionica, come il sale da tavola, si dissolve in acqua, si separa in anioni e cationi. Gli anioni sono atomi o molecole che sono caricati negativamente perché hanno uno o più elettroni extra. I cationi sono atomi o molecole che sono caricati positivamente perché mancano di uno o più elettroni. Calcolare la concentrazione di uno ione che si verifica quando una molecola ionica si dissolve in acqua non è una cosa difficile da fare finché si conosce la costante di solubilità delle molecole e la concentrazione dello ione caricato in modo opposto.
Considera la molecola ionica che stai studiando e determina come si dissolve nell'acqua - quali sono i cationi e gli anioni risultanti. Ad esempio, il fluoruro di piombo (II), PbFl2, produce cationi di piombo e anioni di fluoro. Generalmente, le formule molecolari delle molecole ioniche sono scritte prima con il catione.
Cerca la costante del prodotto di solubilità della tua molecola. La costante del prodotto di solubilità è un riflesso di quanto la molecola ionica si dissolva completamente in una soluzione 1 molare (M). Il secondo collegamento nella sezione Riferimenti di seguito contiene le costanti di solubilità per molte molecole ioniche. Da lì, vediamo che la costante di solubilità per il fluoruro di piombo (II) è 1,1 x 10 ^ -7.
Scrivi l'equazione generale per la costante del prodotto di solubilità, quindi inserisci i dettagli per la molecola che stai studiando. La costante del prodotto di solubilità per una molecola ionica generica AyBz è:
Costante di solubilità = (Concentrazione di A) ^ y x (Concentrazione di B) ^ z
Se aggiungiamo una mole di PbFl2 ad acqua sufficiente per darci una concentrazione totale di PbFl2 di 1 molare (M), la nostra equazione sarà simile a questa:
1,1 x 10 ^ -7 = (Concentrazione di catione Pb) ^ 1 x (Concentrazione di anione) ^ 2))
Impara la concentrazione del catione o dell'anione da risolvere per l'altro. Non è possibile calcolare la concentrazione di uno ione senza conoscere l'altro. I problemi nei libri di chimica ne daranno sempre uno; in laboratorio dovresti misurare la concentrazione di uno degli ioni usando la titolazione. Nel nostro esempio, immagina che la concentrazione dell'anione di fluoro in soluzione fosse 3,0 x 10 ^ -3 M.
Risolvere l'equazione della costante di solubilità per la concentrazione del catione Pb ci dà:
Concentrazione di catione Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / Concentrazione di anione
Inserendo la concentrazione nota dei rendimenti di anioni.
Concentrazione di catione Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / 1,0 x 10-3 = 1,1 x 10 ^ -10 M
La concentrazione di catione di piombo in una soluzione di PbFl2 con una concentrazione di anione di fluoruro di 1,0 x 10 ^ -3 M è 1,1 x 10 ^ -10 M.