Inom kemi används löslighet för att beskriva egenskaperna hos fasta föreningar som blandas och helt löses med en vätska utan att lämna olösliga partiklar. Endast joniserade (laddade) föreningar kan lösas upp. För enkelhets skull kan du helt enkelt memorera några regler eller hänvisa till en lista för att se om de flesta fasta föreningar förblir fasta när de placeras i vatten eller kommer att lösas upp i stora mängder. Faktum är att vissa molekyler löser sig även om du inte kan se förändringen. För att experimentet ska kunna utföras med precision måste du veta hur du beräknar mängden som är upplöst.
Steg
Metod 1 av 2: Använda snabbregler
Steg 1. Studera joniska föreningar
Normalt har varje atom ett visst antal elektroner. Men ibland får eller förlorar atomer elektroner. Resultatet är a Jon som är elektriskt laddad. När en negativt laddad jon (som har en extra elektron) möter en positivt laddad jon (förlorar en elektron), binder de två jonerna ihop som de positiva och negativa polerna i en magnet, vilket producerar en jonförening.
- Negativt laddade joner kallas anjon, medan den positivt laddade jonen kallas katjon.
- Under normala omständigheter är antalet elektroner lika med antalet protoner i en atom och därmed negerar dess elektriska laddning.
Steg 2. Förstå ämnet löslighet
Vattenmolekyler (H2O) har en ovanlig struktur som liknar en magnet. Ena änden har en positiv laddning, medan den andra änden är negativt laddad. När en jonisk förening placeras i vatten kommer vattenmagneten att omge den och försöka attrahera och separera de positiva och negativa jonerna. Bindningarna i vissa joniska föreningar är inte särskilt starka. En sådan förening vattenlösliga eftersom vatten kommer att separera jonerna och lösa upp dem. Vissa andra föreningar har starkare bindningar så att inte lösligt i vatten trots att de är omgivna av vattenmolekyler.
Olika andra föreningar har inre bindningar som är lika starka som kraftvattnet lockar molekylerna. Sådana föreningar kallas något löslig i vatten eftersom en stor del av föreningen lockas av vatten, men resten är fortfarande smält.
Steg 3. Lär dig reglerna om löslighet
Interatomiska interaktioner är ganska komplexa. Föreningar som är lösliga eller olösliga i vatten kan inte helt enkelt ses intuitivt. Hitta den första jonen i föreningen att leta efter i listan nedan för att bestämma dess beteende. Kontrollera därefter eventuella undantag för att se till att den andra jonen inte har några ovanliga interaktioner.
- Till exempel för att kontrollera Strontium Chloride (SrCl2), leta efter Sr eller Cl i stegen med fet stil nedan. Cl är "vanligtvis vattenlöslig", så kolla nästa om det finns undantag. Sr ingår inte i undantaget så SrCl2 definitivt löslig i vatten.
- De vanligaste undantagen från varje regel anges nedan. Det finns några andra undantag, men de kommer förmodligen inte att finnas i ett labb eller kemiklass i allmänhet.
Steg 4. Föreningar kan lösas om de innehåller alkalimetaller, inklusive Li+, Na+, K+, Rb+och Cs+.
Dessa element är också kända som grupp IA -element: litium, natrium, kalium, rubidium och cesium. Nästan alla föreningar som innehåller en av dessa joner är lösliga i vatten.
-
Undantag:
Li3PO4 olösligt i vatten.
Steg 5. NO. Föreningar3-, C2H3O2-, NEJ2-, ClO3-och ClO4- lösligt i vatten.
Namnen är nitrat-, acetat-, nitrit-, klorat- och perkloratjoner. Observera att acetat ofta förkortas till OAC.
-
Undantag:
Ag (OAc) (silveracetat) och Hg (OAc)2 (kvicksilveracetat) är olösligt i vatten.
- AgNO2- och KClO4- bara "lite löslig i vatten".
Steg 6. Cl. Föreningar-, Br-, och jag- vanligtvis något löslig i vatten.
Klorid-, bromid- och jodidjoner bildar alltid vattenlösliga föreningar som kallas halidsalter.
-
Undantag:
Om en av dessa joner binder silverjonen Ag+, kvicksilver Hg22+eller bly Pb2+den resulterande föreningen är olöslig i vatten. Detsamma gäller för den mindre vanliga föreningen, nämligen Cu. -paret+ och tallium Tl+.
Steg 7. Föreningar innehållande SO42- allmänt löslig i vatten.
Sulfatjonen bildar vanligtvis vattenlösliga föreningar, men det finns några undantag.
-
Undantag:
Sulfatjon bildar olösliga föreningar i vatten med: strontium Sr2+, barium Ba2+, bly Pb2+, silver Ag+, kalcium Ca2+, radium Ra2+och diatomiskt silver Ag22+. Observera att silversulfat och kalciumsulfat är tillräckligt lösliga för att vissa kallar dem något vattenlösliga.
Steg 8. Föreningar innehållande OH- eller S.2- olösligt i vatten.
Jonerna ovan heter hydroxid och sulfid.
-
Undantag:
Kom ihåg om alkalimetallerna (grupp I-A) och hur lätt joner från element i dessa grupper bildar vattenlösliga föreningar? Li+, Na+, K+, Rb+och Cs+ kommer att bilda vattenlösliga föreningar med hydroxid- eller sulfidjoner. Dessutom bildar hydroxider också vattenlösliga salter med jordalkaljonjoner (grupp II-A): kalcium Ca2+, strontium Sr2+och barium Ba2+. Observera att föreningar som produceras från hydroxider och jordalkaliska jordar fortfarande har tillräckligt många molekyler bundna till att de ibland kallas "något lösliga i vatten".
Steg 9. Föreningar innehållande CO32- eller PO43- olösligt i vatten.
Ytterligare en kontroll av karbonat- och fosfatjoner. Du borde redan veta vad som kommer att hända med sammansättningen av jonerna.
-
Undantag:
Dessa joner bildar vattenlösliga föreningar med alkalimetaller, nämligen Li+, Na+, K+, Rb+och Cs+, liksom ammonium NH4+.
Metod 2 av 2: Beräkning av löslighet genom Ksp
Steg 1. Hitta löslighetskonstanten för produkten Ksp.
Varje förening har en annan konstant, du måste leta upp den i en tabell i din lärobok eller online. Eftersom värdena bestäms experimentellt kan olika tabeller visa olika konstanter. Det rekommenderas starkt att du använder tabellerna i läroboken om du har dem. Om inte annat anges antar de flesta tabeller att temperaturen är 25ºC.
Till exempel, om det som är upplöst är blyjodid PbI2, skriv produktens löslighetskonstant. När du hänvisar till tabellen på bilbo.chm.uri.edu, använd konstanten 7, 1 × 10–9.
Steg 2. Skriv ner den kemiska ekvationen
Bestäm först processen med vilken föreningen separeras i joner när den är upplöst. Skriv sedan den kemiska ekvationen med Ksp på ena sidan och beståndsdelarna på den andra.
- Till exempel en PbI -molekyl2 delas upp i Pb. joner2+, Jag-och I. joner-. (Du behöver bara veta eller leta efter laddningen på en jon eftersom föreningen som helhet har en neutral laddning.)
- Skriv ekvationen 7, 1 × 10–9 = [Pb2+] [Jag-]2
Steg 3. Ändra ekvationen för att använda en variabel
Skriv om ekvationen som ett enkelt algebraiskt problem med hjälp av kunskap om antalet molekyler och joner. I denna ekvation är x antalet lösliga föreningar. Skriv om variablerna som representerar antalet joner i x -form.
- I det här exemplet skrivs ekvationen om till 7, 1 × 10–9 = [Pb2+] [Jag-]2
- Eftersom det finns en blyjon (Pb2+) i föreningen är antalet molekyler av föreningen upplöst lika med antalet fria blyjoner. Nu kan vi skriva [Pb2+] mot x.
- Eftersom det finns två jodjoner (I-) för varje blyjon kan antalet jodatomer skrivas som 2x.
- Nu är ekvationen 7, 1 × 10–9 = (x) (2x)2
Steg 4. Ta hänsyn till andra joner som normalt finns när det är möjligt
Hoppa över detta steg om föreningen är upplöst i rent vatten. När en förening löses i en lösning som redan innehåller en eller flera av beståndsdelarna ("vanliga joner") kommer dess löslighet att öka avsevärt. Den allmänna joniska effekten syns bäst i föreningar som i stort sett är olösliga i vatten. I detta fall kan det antas att de flesta av jonerna vid jämvikt kommer från joner som redan finns i lösning. Skriv om ekvationen för att reaktionen ska inkludera den kända molkoncentrationen (mol per liter eller M) av jonen som redan finns i lösningen, och ersätt således värdet av x som används för jonen.
Till exempel, om föreningen blyjodid löses i en lösning innehållande 0,2 M blyklorid (PbCl2) då blir ekvationen 7, 1 × 10–9 = (0, 2M+x) (2x)2. Eftersom 0,2 M är en mer koncentrerad koncentration än x, kan ekvationen skrivas om till 7,1 × 10–9 = (0, 2M) (2x)2.
Steg 5. Lös ekvationen
Lös x för att ta reda på hur löslig föreningen är i vatten. Eftersom löslighetskonstanten redan har fastställts är svaret i termer av antalet mol av föreningen löst per liter vatten. Du kan behöva en miniräknare för att beräkna det slutliga svaret.
- Följande svar gäller löslighet i rent vatten, utan de vanliga jonerna.
- 7, 1×10–9 = (x) (2x)2
- 7, 1×10–9 = (x) (4x2)
- 7, 1×10–9 = 4x3
- (7, 1×10–9) 4 = x3
- x = ((7, 1 × 10–9) ÷ 4)
- x = 1, 2 x 10-3 mol per liter löses upp. Denna mängd är så liten att den är väsentligen olöslig i vatten.
