Come calcolare la solubilità da KSP

Contenuto

• Formulare la reazione di solubilità
• Formulare l'equazione di Ksp
• Sostituisci e risolvi
• Determina la quantità disciolta

In chimica, alcuni solidi ionici hanno una bassa solubilità in acqua. Parte della sostanza si dissolve e rimane un pezzo di materiale solido. Per calcolare esattamente quanto si dissolve, usi K_sp, la costante del prodotto di solubilità, insieme a un'espressione derivata dalla reazione di equilibrio di solubilità per la sostanza.

Formulare la reazione di solubilità

Scrivi l'equazione di reazione di solubilità bilanciata per la sostanza che ti interessa. Questa è l'equazione che descrive cosa succede quando le parti solide e dissolte raggiungono l'equilibrio. Per fare un esempio, piombo fluoruro, PbF₂, si dissolve in ioni piombo e fluoruro in una reazione reversibile:

PbF₂ ⇌ Pb²⁺ + 2F^-

Si noti che le cariche positive e negative devono bilanciare su entrambi i lati. Inoltre, sebbene il piombo abbia una ionizzazione +2, il fluoruro ha -1. Per bilanciare le cariche e tenere conto del numero di atomi per ciascun elemento, si moltiplica il fluoruro sul lato destro per il coefficiente 2.

Formulare l'equazione di Ksp

Cerca la costante del prodotto di solubilità per la sostanza che ti interessa. I libri e i siti Web di chimica contengono tabelle di solidi ionici e le corrispondenti costanti del prodotto di solubilità. Per seguire l'esempio del fluoruro di piombo, il K_sp è 3,7 x 10^-8. Questa figura si trova sul lato sinistro della K_sp equazione. Sul lato destro, dividi ogni ione tra parentesi quadre. Si noti che uno ione poliatomico otterrebbe le proprie parentesi, non lo si separa in singoli elementi. Per gli ioni con coefficienti, il coefficiente diventa una potenza, come nell'espressione seguente:

K_sp= 3,7 x 10^-8 = ²

Sostituisci e risolvi

L'espressione sopra identifica la costante di prodotto di solubilità Ksp con i due ioni disciolti, ma non fornisce ancora la concentrazione. Per trovare la concentrazione, sostituire X per ogni ione, come segue:

K_sp= 3,7 x 10^-8 = (X) (X)²

Questo tratta ogni ione come distinto, entrambi i quali hanno una concentrazione molare, e il prodotto di tali molarità è uguale a K_sp, la costante del prodotto di solubilità. Tuttavia, il secondo ione (F) è diverso. Ha un coefficiente di 2, il che significa che ogni ione fluoruro conta separatamente. Per tener conto di questo dopo la sostituzione con X, inserisci il coefficiente tra parentesi:

K_sp= 3,7 x 10^-8 = (X) (2X)²

Ora risolvi per X:

3,7 x 10^-8 = (X) (4X²)

3,7 x 10^-8 = 4X³

X = .0021 M

Questa è la concentrazione della soluzione in moli per litro.

Determina la quantità disciolta

Per trovare la quantità della sostanza disciolta, moltiplicare per litri d'acqua, quindi moltiplicare per la massa molare. Ad esempio, se la tua sostanza si è dissolta in 500 ml di acqua, 0,0021 moli per litro volte 0,5 litri equivalgono a 0,00105 moli. Dalla tavola periodica, la massa atomica media del piombo è 207,2 e il fluoro è 19,00. Poiché la molecola di fluoruro di piombo ha 2 atomi di fluoro, moltiplicare la sua massa per 2 per ottenere 38,00. La massa molare totale del fluoruro di piombo è quindi di 245,20 grammi per mole. Poiché la soluzione contiene 0,0000 moli di sostanza disciolta, 0,0000 moli per 245,20 grammi per mole fornisce 0,55 grammi di piombo disciolto e ioni fluoruro.