Hvordan beregne hvor mye bunnfall ble dannet
Noen ioniske forbindelser er meget oppløselige i vann, mens andre ikke er det. Legg salt til en oppløsning av sølvnitrat og et fast bunnfall av sølvklorid vil danne - fordi sølvklorid, i motsetning til sølvnitrat eller natriumklorid, er bare lite oppløselig i vann. Ved hjelp av løselighetsproduktet eller Ksp for et gitt salt kan man forutsi hvor mye bunnfall vil dannes etter en enkel reaksjon i oppløsning. Løseligheten produkter for ulike salter er eksperimentelt bestemt og er tilgjengelig i tabellen under Resources på slutten av denne artikkelen.
Bruksanvisning
1 Skriv reaksjonsligningen og netto ionisk likning for den reaksjon man ønsker å bruke. Bruk løselighet regler for å forutsi hvilke forbindelser, om noen, vil utløse (bruk løselighet regler er lenket til fra Resources nedenfor). Netto ioniske ligningen utelukker tilskuerion - ioner som ikke spiller en direkte rolle i reaksjonen - så det vil bare omfatte ionene som danner bunnfall. Hvis du skulle å tilsette salt til en oppløsning av sølvnitrat, for eksempel, ville det generelle ligning være Na + (aq) + Cl- (aq) + Ag + (aq) + NO3 (aq) <=> Na + (aq) + NO3 (aq) + AgCl (s), mens den netto ionisk ligning ville være Ag + (aq) + Cl- (aq) <=> AgCl (s), ettersom natriumnitrat og er tilskuerion.
2 Beregne konsentrasjonen av ionene i oppløsning for hver av reaktantene i netto ionisk reaksjon. Konsentrasjonen er lik antall mol av et bestemt ion dividert med det totale volum av oppløsningen. Hvis vi skulle legge til 1 mol NaCl til en liter vann, for eksempel, ville konsentrasjonen av NaCl være ett mol per liter. Konsentrasjonen av natrium eller kloridioner i løsningen vil også være ett mol per liter, ettersom NaCl vil dissosiere i vann.
3 Sett opp løselighetsproduktet ligningen for netto ioniske ligningen. Når en ionisk forbindelse oppløses dissosierer det til ioner i oppløsning. Produktet av konsentrasjonen av disse ioner er lik løselighetsproduktet konstant eller Ksp (igjen, KSP-verdier for mange vanlige salter er tilgjengelige i tabellen under Resources nedenfor). Merk også at hvis en hvilken som helst ion i ligningen har en koeffisient som er større enn 1, vil konsentrasjonen av det ion har en eksponent lik dens koeffisient fra ligningen. Hvis vi ser på kalsium fluor oppløsning i vann, for eksempel, ville løseligheten produkt ligningen være Ksp = [Ca + 2] [F -] [F-]; konsentrasjonen av fluoridion kvadreres i denne ligning, fordi hver enhet formel kalsiumfluorid frigjør to fluoridioner når det går i oppløsning.
4 Løs løselighetsproduktet ligning for å finne de molare løseligheten eller konsentrasjonen av hvert ion når reaksjonen er ved likevekt. En enkel måte å gjøre dette på er å anta at saltet er i fast form i startfasen og behandle endringen i antall mol av faststoff som x, og deretter bruke disse forutsetningene for å finne x for hvert ion frigjort når de faste oppløses og plugg x inn i ligning. Når kalsiumfluorid oppløses i vann, for eksempel hvert mol av kalsiumfluorid som oppløser produserer 1 mol kalsiumioner og 2 mol fluorid-ioner, slik at løseligheten til produktet ligningen blir Ksp = [x] [2x] til 2. Ettersom vi vet Ksp, kan vi bruke den til å finne x og dermed den molare løseligheten.
5 Bruke differansen mellom den molare løseligheten av saltet og den opprinnelige konsentrasjon av reaktant-ioner for å bestemme hvor mye bunnfall vil dannes. Saltet vil fortsette å felle inntil produktet av ione-konsentrasjonen er lik Ksp. Hvis vi hadde to mol hver av sølv og kloridioner i en liter vann til å begynne med, for eksempel, men den molare løseligheten av sølvklorid er bare 1,3 x 10 til -5 mol per liter, vil mengden av bunnfall være 2 føflekker minus 1,3 x 10 til -5 føflekker.
Hint
- De ovennevnte beregninger er unyansert i at de ikke tar hensyn til en rekke faktorer som vil være viktig i mange reelle problemer. For eksempel, hvis det var ulike konsentrasjoner av sølv og kloridioner i løsningen, ville du trenger å beregne mengden av bunnfall dannet ved hjelp av løselighetsproduktet ligningen. Siden Ksp er lik produktet av konsentrasjonene, kan man bruke konsentrasjonen av en ion for å bestemme den maksimale mengde av den andre som kan forbli i oppløsning.