Conţinut

• Pași
• De ce ai nevoie
• Sfat
• Avertizare

În chimie, solubilitatea este utilizată pentru a descrie proprietățile unui compus solid atunci când acesta este complet dizolvat într-un lichid fără a lăsa reziduuri insolubile. Numai compușii ionici (încărcați) sunt solubili. De fapt, trebuie doar să memorați câteva reguli sau să căutați literatura pentru a afla dacă un compus ionic va rămâne solid atunci când este adăugat în apă sau dacă o cantitate mare se dizolvă. De fapt, un anumit număr de molecule se va dizolva chiar dacă nu vedeți nicio modificare, astfel încât experimentul să fie corect trebuie să știți cum să calculați această cantitate de solut.

Pași

Metoda 1 din 2: Folosiți reguli rapide

1. 

   Aflați despre compușii ionici. Fiecare atom are de obicei un anumit număr de electroni, dar uneori primește sau dă un electron. Acest proces îl face unul ioni taxat. Când un ion cu o sarcină negativă (excesul unui electron) întâlnește un ion cu o sarcină pozitivă (lipsește un electron), se vor lega împreună ca catodul și anodul a doi magneți. Rezultatul formează un compus ionic.
   • Ionii au o sarcină negativă numită anioni, iar ionii au o sarcină pozitivă numită cation.
   • În mod normal, numărul de electroni dintr-un atom este egal cu numărul de protoni, deci nu are încărcare.

2. 

   
   
   Înțelegeți solubilitatea. Molecula de apă (H₂O) are o structură neregulată, astfel încât seamănă cu un magnet: un capăt are o sarcină pozitivă, iar celălalt are o sarcină negativă. Când puneți un compus ionic în apă, acești „magneți” de apă se adună în jurul său, încercând să îndepărteze ionii pozitivi și negativi.
   • Unii compuși ionici nu sunt foarte bine absorbiți, sunt considerați solubil Pentru că se va separa și se va dizolva atunci când va fi adăugat în apă. Alți compuși au legături mai puternice insolubil deoarece ionii sunt strâns atrași unul de celălalt indiferent de atracția moleculei de apă.
   • Unii compuși au o forță de legare echivalentă cu atracția unei molecule de apă. Sunt considerați ușor solubil deoarece majoritatea compușilor vor fi separați, dar restul vor fi în continuare atrași unul de celălalt.

3. 

   
   
   Înțelegeți principiul dizolvării. Deoarece interacțiunile dintre atomi sunt atât de complexe, nu vă puteți baza în totalitate pe intuiție pentru a distinge ce compuși pot sau nu. Căutați primul ion din compusul din lista de mai jos pentru proprietățile sale comune, apoi verificați dacă există excepții pentru a vă asigura că al doilea ion nu interacționează anormal cu acesta.
   • De exemplu, pentru a verifica clorura de stronțiu (SrCl₂), vă rugăm să căutați Sr sau Cl în pașii îndrăzneți de mai jos. Cl este „de obicei solubil”, deci verificați dacă există excepții sub acesta. Sr nu se află în lista de excepții, astfel încât SrCl₂ trebuie să fie solubil.
   • Cele mai frecvente excepții de la fiecare regulă sunt scrise sub regulă. Există și alte excepții, dar este puțin probabil să apară în timpul orelor normale de chimie sau de laborator.

4. 

   
   
   Compușii sunt solubili atunci când conțin metale alcaline, cum ar fi Li, Na, K, Rb și Cs. Aceste metale sunt, de asemenea, cunoscute ca elemente din grupa IA: litiu, sodiu, potasiu, rubidiu și cesiu. Aproape toți compușii care conțin unul dintre acești ioni sunt solubili.
   • Excepție: Li₃PO₄ indisolubil.

5. 

   FARA compusi₃, C₂H₃O₂, NU₂, ClO₃ și ClO₄ sunt toate solubile. Denumirile corespunzătoare ionilor de mai sus sunt azotat, acetat, nitrit, clorat și perclorat. Rețineți că acetatul este adesea abreviat ca OAc.
   • Excepție: Ag (OAc) (acetat de argint) și Hg (OAc)₂ (acetat de mercur) insolubil.
   • AgNO₂ și KClO₄ doar „ușor topit”.

6. 

   Compușii Cl, Br și I sunt de obicei solubili. Ionii de clorură, bromură și iodură formează aproape întotdeauna compuși solubili, numiți săruri de halogen.
   • Excepție: Dacă oricare dintre ionii de mai sus se combină cu ioni de argint Ag, mercur Hg₂, sau plumbul Pb, vor forma compuși insolubili. Același lucru este valabil și pentru compușii mai puțin obișnuiți formați atunci când sunt combinați cu cupru Cu și thali Tl.

7. 

   Compuși care conțin SO₄ de obicei solubil. Ionii sulfat formează adesea compuși solubili, dar există multe excepții.
   • Excepție: Ionii sulfat formează un compus insolubil cu următorii ioni: stronțiu Sr, bariu Ba, plumb Pb, argint Ag, calciu Ca, radiu Ra și argint monatom Ag₂. Rețineți că sulfatul de argint și sulfatul de calciu sunt doar moderat solubile, astfel încât unii oameni le consideră ușor solubile.

8. 

   Substanțele care conțin OH sau S sunt insolubile. Denumirile corespunzătoare pentru acești ioni sunt hidroxizi și sulfuri.
   • Excepție: Vă amintiți de metalele alcaline (grupurile I-A) și cum le place să formeze compuși solubili? Li, Na, K, Rb și Cs formează toți compuși care sunt solubili cu ioni hidroxid sau sulfură. În plus, hidroxizii formează săruri solubile cu ioni alcalino-pământoși (grupa II-A): calciu Ca, stronțiu Sr și bariu Ba. Notă: compușii din hidroxizi și metale alcalino-pământoase au de fapt un număr semnificativ de molecule care rămân legate între ele, deci uneori sunt considerați „ușor solubili”.

9. 

   Compuși care conțin CO₃ sau PO₄ indisolubil. Verificați pentru ultima oară ioni de carbonat și fosfat și veți vedea dacă compusul dvs. este solubil.
   • Excepție: Acești ioni formează compuși solubili cu metale alcaline, cum ar fi Li, Na, K, Rb și Cs, precum și cu ionul de amoniu NH₄.
   publicitate

Metoda 2 din 2: Calculați solubilitatea din constanta K_sp

1. 

   Căutați constanta K de produs de solubilitate_sp. Această constantă este diferită pentru fiecare compus, deci ar trebui să o căutați pe un grafic dintr-un manual sau online. Deoarece aceste valori sunt determinate experimental și pot varia semnificativ între grafice, cel mai bine este să utilizați graficul manualului dacă este disponibil. Dacă nu se specifică altfel, cele mai multe parcele presupun o temperatură de test de 25 ° C.
   • De exemplu, să presupunem că dizolvați iodura de plumb cu formula PbI₂, scrieți constanta produsului său de solubilitate. Dacă faceți referire la graficul de la bilbo.chm.uri.edu, atunci utilizați constanta 7,1 × 10.

2. 

   Scrieți o ecuație chimică. Primul, determină modelul de separare ionică a acestui compus atunci când este dizolvat. Apoi scrieți ecuația cu K_sp pe o parte și ioni componente pe cealaltă parte.
   • De exemplu, o moleculă de PbI₂ disociați în ioni Pb, I și I. (Trebuie doar să cunoașteți sau să verificați sarcina unui ion, deoarece toți compușii sunt întotdeauna neutri din punct de vedere electric).
   • Scrieți ecuația 7,1 × 10 =
   • Această ecuație este constanta de solubilitate, puteți afla pentru 2 ioni în graficul de solubilitate. Deoarece există 2 ioni l-, l- trebuie să fie pătratică.

3. 

   Transformați ecuațiile pentru a utiliza variabile. Rescrieți ecuația folosind metode algebrice normale, folosind informațiile pe care le cunoașteți despre numărul de molecule și ioni. Setați x egal cu masa compusului care se dizolvă și rescrieți ecuația în care x reprezintă numărul fiecărui ion.
   • În acest exemplu, trebuie să rescriem ecuația 7,1 × 10 =
   • Deoarece există un singur ion de plumb (Pb) în compus, numărul de molecule dizolvate este egal cu numărul de ioni de plumb liberi. Prin urmare, îl putem seta la x.
   • Deoarece există doi ioni de iod (I) pentru fiecare ion de plumb, stabilim numărul de atomi de iod egal cu 2x.
   • Acum ecuația devine 7,1 × 10 = (x) (2x)

4. 

   Luați în considerare ionii obișnuiți, dacă există. Treceți peste acest pas dacă dizolvați compusul în apă distilată. Dacă un compus este dizolvat într-o soluție care are deja unul sau mai mulți ioni componenți („ioni comuni”), solubilitatea compusului va scădea semnificativ. Efectul ionilor generali va fi cel mai evident asupra compușilor aproape insolubili și, în acest caz, puteți presupune că majoritatea ionilor la echilibru sunt cei care anterior erau în soluție. Rescrieți ecuația pentru a calcula concentrația molară (mol per litru sau M) a ionilor deja aflați în soluție, înlocuind această valoare cu variabila x pe care o utilizați pentru ionul respectiv.
   • De exemplu, dacă compusul de iodură de plumb este dizolvat în soluție 0,2 M de clorură de plumb (PbCl)₂), vom rescrie ecuația ca 7.1 × 10 = (0.2M + x) (2x). Deoarece 0,2M este o concentrație mai mare decât x, am putea să o rescriem la 7,1 × 10 = (0,2M) (2x).

5. 

   Rezolvați ecuația. Rezolvați pentru x și veți vedea solubilitatea compusului. În definiția constantei de solubilitate, trebuie să scrieți răspunsul în termenii numărului de moli de compus dizolvat pe litru de apă. Este posibil să trebuiască să vă folosiți computerul pentru a găsi răspunsul final.
   • Următorul exemplu este solubilitatea în apă distilată fără ioni comuni.
   • 7,1 × 10 = (x) (2x)
   • 7,1 × 10 = (x) (4x)
   • 7,1 × 10 = 4x
   • (7,1 × 10) ÷ 4 = x
   • x = ∛ ((7,1 × 10) ÷ 4)
   • x = 1,2 x 10 moli pe litru se vor dizolva. Aceasta este o masă foarte mică, astfel încât acest compus este aproape insolubil.
   publicitate

De ce ai nevoie

• Tabelul constantelor produsului de solubilitate al compusului (K_sp)

Sfat

• Dacă aveți date experimentale privind cantitatea de compuși dizolvați, puteți utiliza aceeași ecuație pentru a rezolva constanta de solubilitate K._sp.

Avertizare

• Nu există un consens cu privire la definițiile acestor termeni, dar chimiștii sunt de acord cu majoritatea compușilor. O serie de compuși speciali în care atât moleculele solubile, cât și cele insolubile alcătuiesc constituenți semnificativi, fiecare cu o descriere diferită a acestor compuși.
• Unele manuale vechi văd NH₄OH este un compus solubil. Nu este adevarat; Au fost detectate cantități mici de ioni NH₄ și OH, dar acești doi ioni nu se pot combina în compuși.