Зміст

• Крок
• Метод 1 з 2: Використання швидких правил
• Метод 2 з 2: Розрахунок розчинності К._sp
• Потреби
• Поради
• Попередження

У хімії розчинність використовується для опису властивостей твердої речовини, яка змішується і повністю розчиняється в рідині, не залишаючи нерозчинених частинок. Тільки (заряджені) іонні сполуки розчинні. Для практичних цілей достатньо запам’ятати кілька правил або переглянути список правил, щоб сказати, чи більшість іонних сполук залишатимуться твердими при змішуванні з водою, чи значна кількість розчиняться. Насправді деякі молекули розчиняться, навіть якщо ви не бачите ніяких змін, тому для точних експериментів вам потрібно буде знати, як розрахувати цю кількість.

Крок

Метод 1 з 2: Використання швидких правил

1. Дізнайтеся більше про іонні сполуки. У кожному атомі зазвичай є кількість електронів, але іноді вони отримують або втрачають один зайвий електрон. Результат один іон з електричним зарядом. Коли іон з негативним зарядом (зайвий електрон) зустрічає іон із позитивним зарядом (електрон відсутній), вони зв’язуються між собою, подібно до негативного та позитивного кінців двох магнітів. Результатом є іонний зв’язок.
   • Іони з негативним зарядом називаються аніони, а також іони з позитивним зарядом катіони.
   • Зазвичай кількість електронів в атомі дорівнює кількості протонів, де електричні заряди знаходяться в рівновазі.
2. Знати розчинність. Молекули води (H.₂О) мають незвичну структуру, з якою вони поводяться як магніт: один кінець має позитивний заряд, а інший кінець - негативно. Коли ви змішуєте іонний зв’язок з водою, ці «водяні магніти» будуть збиратися навколо нього, намагаючись розірвати позитивні та негативні іони. Деякі іонні зв’язки не дуже тісні; це розчиннийтому що вода розірве і розчинить зв'язок. Інші композити мають міцніші зв’язки і є Не розв'язуєтьсятому що вони можуть злипатися, незважаючи на молекули води.
   • Деякі з'єднання мають внутрішні зв'язки, які за міцністю можна порівняти з тягою води. Ці речовини є помірно розчинний, оскільки значна частина (але не всі) облігацій буде розірвана.
3. Вивчіть правила розчинності. Оскільки взаємодія між атомами досить складна, не завжди інтуїтивно зрозуміло, які сполуки розчинні та нерозчинні. Знайдіть перший іон у сполуці у списку нижче, щоб з’ясувати, як він зазвичай поводиться, а потім перевірте винятки, щоб переконатися, що другий іон не взаємодіє аномально.
   • Наприклад, для використання стронцію хлориду (SrCl₂), знайдіть Sr або Cl жирними кроками, зазначеними нижче. Cl є "переважно розв'язним", тому перевірте наявність винятків нижче. Sr не вказується як виняток, тому SrCl₂ бути розчинним.
   • Найпоширеніші винятки з кожного правила наведені нижче. Є й інші винятки, але ви, мабуть, не знайдете їх у загальному класі хімії чи лабораторії.
4. З'єднання розчинні, коли вони містять лужні метали, включаючи Li, Na, K, Rb і Cs. Їх також називають елементами групи IA: літій, натрій, калій, рубідій та цезій. Практично будь-яка сполука з будь-яким із цих іонів розчинна.
   • Виняток: Лі₃PO₄ не розчиняється.
5. Сполуки з NO₃, C₂H.₃О₂, НЕМАЄ₂, ClO₃ і ClO₄ розчинні. Це іони нітратів, ацетатів, нітритів, хлоратів та перхлоратів відповідно. Зверніть увагу, що ацетат часто скорочують як OAc.
   • Винятки: Ag (OAc) (ацетат срібла) і Hg (OAc)₂ (ацетат ртуті) не розчиняються.
   • AgNO₂ і KClO₄ є лише «частково розчинними».
6. сполуки з Cl, Br і I зазвичай розчинні. Іони хлоридів, бромідів та йодидів майже завжди утворюють розчинні сполуки, також відомі як галогенні солі.
   • Виняток: Якщо будь-який із цих зв’язується з іонами срібла (Ag), ртуть (Hg₂) або свинцю (Pb), результат не розчинний. Те саме стосується менш поширених сполук з міддю (Cu) і талієм (Tl).
7. Підключення до SO₄ зазвичай розчинні. Сульфат-іон зазвичай утворює розчинні сполуки, але є кілька винятків.
   • Винятки: Іон сульфату утворює нерозчинні сполуки з такими іонами: стронцій Sr, барій Ba, свинець Pb, срібло Ag, кальцій Ca, радій Ra та двоатомне срібло Ag₂. Зауважте, що сульфат срібла та сульфат кальцію розчиняються якраз настільки, що їх іноді називають важкорозчинними.
8. З'єднання з OH або S не розчиняються. Це гідроксидні та сульфідні іони відповідно.
   • Винятки: Ви пам’ятаєте лужні метали (група I-A) і наскільки вони люблять утворювати нерозчинні сполуки? Li, Na, K, Rb і Cs утворюють розчинні сполуки з гідроксидними або сульфідними іонами. Крім того, гідроксид утворює розчинні солі з іонами лужноземельних металів (ІІ-А групи): кальцію Са, стронцію Sr та барію Ва. Зверніть увагу, що гідроксид із лужноземельною сполукою має рівно стільки молекул, що злипаються, і їх іноді вважають „важко розчинними”.
9. Сполуки з CO₃ або PO₄ не розчиняються. Перевірте останній раз на наявність карбонатних та фосфатних іонів, і ви повинні знати, чого чекати від сполуки.
   • Винятки: Ці іони утворюють розчинні сполуки зі звичайними речовинами, лужними металами Li, Na, K, Rb і Cs, а також з амонієм NH₄.

Метод 2 з 2: Розрахунок розчинності К._sp

1. Знайдіть добуток розчинності сталої К._sp. Ця константа відрізняється для кожного зв’язку, тому вам потрібно буде шукати її в таблиці у вашому підручнику або в Інтернеті. Оскільки ці значення визначаються експериментально, вони можуть сильно відрізнятися від таблиці до таблиці, тому найкраще використовувати таблицю у вашому підручнику, якщо вона є. Якщо не вказано інше, більшість таблиць передбачають температуру навколишнього середовища 25 ° С.
   • Наприклад, якщо ви хочете розчинити йодид свинцю (PbI₂), запишіть константу рівноваги продукту розчинності. Якщо ви використовуєте таблицю на bilbo.chm.uri.edu, використовуйте константу 7,1 × 10.
2. Спочатку запишіть хімічне рівняння. Спочатку визначте, як сполука розпадається на іони при розчиненні. Тепер напишіть рівняння з К._sp з одного боку, а окремі іони - з іншого.
   • Наприклад, молекула PbI₂ розпадається на іони Pb, I та інший I (вам потрібно лише знати або шукати заряд одного іона, оскільки ви знаєте, що загальна сполука завжди має нейтральний заряд).
   • Напишіть рівняння 7,1 × 10 = [Pb] [I]
3. Відкоригуйте рівняння для використання змінних. Перепишіть рівняння як єдину задачу алгебри, використовуючи свої знання про кількість молекул або іонів. Встановіть x рівним кількості речовини, яка розчиниться, і перепишіть змінні як числа кожного іона через x.
   • У нашому прикладі ми переписуємо 7,1 × 10 = [Pb] [I]
   • Оскільки в сполуці є лише один іон свинцю (Pb), кількість розчинених молекул сполуки буде дорівнює кількості вільних іонів свинцю. Тож ми можемо замінити [Pb] на x.
   • Оскільки на кожен іон свинцю припадає два іони йоду (I), ми можемо прирівняти кількість атомів йоду до 2x.
   • Тепер рівняння має форму 7,1 × 10 = (x) (2x)
4. Розглянемо загальні іони, якщо такі є. Пропустіть цей крок, якщо ви розчиняєте з'єднання в чистій воді. Однак, якщо сполука розчиняється в розчині, який вже містить один або кілька складових іонів ("загальний іон"), розчинність значно знижується. Ефект загальних іонів найбільш помітний у сполуках, які є в основному нерозчинними, і в цих випадках можна припустити, що переважна більшість іонів у рівновазі походить від іона, вже присутнього в розчині. Перепишіть рівняння з відомою молярною концентрацією (моль на літр, або М) іонів, що вже є у розчині, замінивши значення х, яке ви використовували для цього іона.
   • Наприклад, якби наша свинцево-йодна сполука була розчинена у розчині, що містить 0,2 М хлориду свинцю (PbCl₂), тоді ми можемо переписати рівняння як 7.1 × 10 = (0.2M + x) (2x). А потім, оскільки 0,2M настільки вища концентрація, ніж x, ми можемо сміливо переписати це як 7,1 × 10 = (0,2M) (2x).
5. Розв’яжіть рівняння. Розв’яжіть для x і знайте, наскільки розчинна сполука. Через спосіб визначення константи розчинності ваша відповідь буде виражена як кількість молей розчиненої сполуки на літр води. Вам може знадобитися калькулятор, щоб знайти остаточну відповідь.
   • Наступне стосується розчинності в чистій воді, а не з будь-якими загальними іонами.
   • 7,1 × 10 = (x) (2x)
   • 7,1 × 10 = (x) (4x)
   • 7,1 × 10 = 4х
   • (7,1 × 10) ÷ 4 = x
   • x = ∛ ((7,1 × 10) ÷ 4)
   • x = 1,2 х 10 молей на літр розчиняться. Це дуже мала кількість, тому ви знаєте, що ця сполука в принципі погано розчиняється.

Потреби

• Таблиця констант продуктів розчинності (К._sp) для з'єднань.

Поради

• Якщо у вас є дані експериментів про ступінь розчинення сполуки, ви можете використовувати те саме рівняння для розв’язання константи розчинності K_sp.

Попередження

• Загальновизнаного визначення цих термінів не існує, але хіміки погоджуються щодо більшості сполук. Деякі граничні випадки щодо сполук із значною часткою розчинених та нерозчинених молекул можна описати за допомогою різних таблиць розчинності.
• Деякі старі підручники дають NH₄ОН знову як розчинний склад. Це неправильно; невеликі кількості NH₄ і іони ОН можна спостерігати, але не можна виділяти, утворюючи сполуку.