I kjemi brukes løselighet til å beskrive egenskapene til faste forbindelser som er blandet og fullstendig oppløst med en væske uten å etterlate noen uoppløselige partikler. Bare ioniserte (ladede) forbindelser kan oppløses. For enkelhets skyld kan du bare huske noen få regler eller referere til en liste for å se om de fleste faste forbindelser forblir faste når de legges i vann eller vil oppløses i store mengder. Faktisk vil noen molekyler oppløse selv om du ikke kan se endringen. For at eksperimentet skal kunne foregå med presisjon, må du vite hvordan du skal beregne mengden som er oppløst.
Steg
Metode 1 av 2: Bruke raske regler
Trinn 1. Studer ioniske forbindelser
Normalt har hvert atom et visst antall elektroner. Noen ganger vinner eller mister imidlertid atomer elektroner. Resultatet er a ion som er elektrisk ladet. Når et negativt ladet ion (som har et ekstra elektron) møter et positivt ladet ion (mister et elektron), bindes de to ionene sammen som de positive og negative polene til en magnet, og produserer en ionisk forbindelse.
- Negativt ladede ioner kalles anion, mens det positivt ladede ionet kalles kation.
- Under normale omstendigheter er antallet elektroner lik antallet protoner i et atom og negerer dermed den elektriske ladningen.
Trinn 2. Forstå emnet løselighet
Vannmolekyler (H2O) har en uvanlig struktur som ligner på en magnet. Den ene enden har en positiv ladning, mens den andre enden er negativt ladet. Når en ionisk forbindelse plasseres i vann, vil vannmagneten omgi den og prøve å tiltrekke seg og skille de positive og negative ionene. Bindingene i noen ioniske forbindelser er ikke veldig sterke. En slik forbindelse vannløselig fordi vann vil skille ionene og oppløse dem. Noen andre forbindelser har sterkere bindinger slik at ikke løselig i vann til tross for at de er omgitt av vannmolekyler.
Ulike andre forbindelser har indre bindinger som er like sterke som kraftvannet tiltrekker seg molekylene. Slike forbindelser kalles litt løselig i vann fordi en stor del av forbindelsen tiltrekkes av vann, men resten er fortsatt smeltet.
Trinn 3. Lær reglene om løselighet
Interatomiske interaksjoner er ganske komplekse. Forbindelser som er oppløselige eller uløselige i vann kan ikke bare sees intuitivt. Finn det første ionet i forbindelsen du skal se etter i listen nedenfor for å bestemme dets oppførsel. Se deretter etter eventuelle unntak for å sikre at det andre ionet ikke har noen uvanlige interaksjoner.
- For eksempel for å sjekke Strontium Chloride (SrCl2), se etter Sr eller Cl i fet skrift nedenfor. Cl er "vanligvis vannløselig", så sjekk den neste for unntak. Sr er ikke inkludert i unntaket, så SrCl2 definitivt løselig i vann.
- De vanligste unntakene fra hver regel er oppført nedenfor. Det er noen få andre unntak, men de vil sannsynligvis ikke bli funnet i et laboratorium eller kjemiklasse generelt.
Trinn 4. Forbindelser kan oppløses hvis de inneholder alkalimetaller, inkludert Li+, Na+, K.+, Rb+og Cs+.
Disse elementene er også kjent som gruppe IA -elementer: litium, natrium, kalium, rubidium og cesium. Nesten alle forbindelser som inneholder en av disse ionene er oppløselige i vann.
-
Unntak:
Li3PO4 uoppløselig i vann.
Trinn 5. NO. Forbindelser3-, C2H3O2-, NEI2-, ClO3-og ClO4- løselig i vann.
Navnene er henholdsvis nitrat-, acetat-, nitritt-, klorat- og perklorat -ioner. Vær oppmerksom på at acetat ofte blir forkortet til OAC.
-
Unntak:
Ag (OAc) (sølvacetat) og Hg (OAc)2 (kvikksølvacetat) er uløselig i vann.
- AgNO2- og KClO4- bare "litt løselig i vann."
Trinn 6. Cl. Forbindelser-, Br-, og jeg- vanligvis litt løselig i vann.
Klorid-, bromid- og jodidioner danner alltid vannløselige forbindelser kalt halidsalt.
-
Unntak:
Hvis en av disse ionene binder sølvionen Ag+, kvikksølv Hg22+eller bly Pb2+den resulterende forbindelse er uløselig i vann. Det samme gjelder for den mindre vanlige forbindelsen, nemlig Cu. -paret+ og tallium Tl+.
Trinn 7. Forbindelser som inneholder SO42- generelt løselig i vann.
Sulfationen danner vanligvis vannløselige forbindelser, men det er noen unntak.
-
Unntak:
Sulfation danner uoppløselige forbindelser i vann med: strontium Sr2+, barium Ba2+, bly Pb2+, sølv Ag+, kalsium Ca2+, radium Ra2+, og diatomisk sølv Ag22+. Vær oppmerksom på at sølvsulfat og kalsiumsulfat er tilstrekkelig oppløselige til at noen kaller dem litt vannløselige.
Trinn 8. Forbindelser som inneholder OH- eller S.2- uoppløselig i vann.
Ionene ovenfor heter hydroksid og sulfid.
-
Unntak:
Husker du om alkalimetallene (gruppe I-A) og hvor lett ioner fra elementer i disse gruppene danner vannløselige forbindelser? Li+, Na+, K.+, Rb+og Cs+ vil danne vannløselige forbindelser med hydroksyd- eller sulfidioner. I tillegg danner hydroksider også vannløselige salter med jordalkalien (gruppe II-A): kalsium Ca2+, strontium Sr2+og barium Ba2+. Legg merke til at forbindelser produsert fra hydroksider og jordalkaliske jordarter fortsatt har nok molekyler bundet sammen til at de noen ganger kalles "litt oppløselige i vann".
Trinn 9. Forbindelser som inneholder CO32- eller PO43- uoppløselig i vann.
Nok en sjekk for karbonat- og fosfationer. Du bør allerede vite hva som vil skje med forbindelsen til ionene.
-
Unntak:
Disse ionene danner vannløselige forbindelser med alkalimetaller, nemlig Li+, Na+, K.+, Rb+og Cs+, som er ammonium NH4+.
Metode 2 av 2: Beregning av løselighet gjennom Ksp
Trinn 1. Finn løselighetskonstanten for produktet Ksp.
Hver forbindelse har en annen konstant, du må slå den opp i en tabell i læreboken din eller online. Fordi verdiene bestemmes eksperimentelt, kan forskjellige tabeller vise forskjellige konstanter. Det anbefales på det sterkeste at du bruker tabellene i læreboken hvis du har dem. Med mindre annet er angitt, antar de fleste tabeller at temperaturen er 25ºC.
For eksempel, hvis det som er oppløst er blyjodid PbI2, skriv løselighetskonstanten til produktet. Når du refererer til tabellen på bilbo.chm.uri.edu, bruk konstanten 7, 1 × 10–9.
Trinn 2. Skriv ned den kjemiske ligningen
Bestem først prosessen ved hvilken forbindelsen skilles i ioner når den er oppløst. Skriv deretter den kjemiske ligningen med Ksp på den ene siden og bestanddelene på den andre.
- For eksempel et PbI. -molekyl2 delt i Pb. ioner2+, JEG-, og I. ioner-. (Du trenger bare å vite eller se etter ladningen på ett ion fordi forbindelsen som helhet har en nøytral ladning.)
- Skriv ligningen 7, 1 × 10–9 = [Pb2+][JEG-]2
Trinn 3. Endre ligningen for å bruke en variabel
Skriv om ligningen som et enkelt algebraisk problem ved å bruke kunnskap om antall molekyler og ioner. I denne ligningen er x antall løselige forbindelser. Skriv om variablene som representerer antallet av hver ion i x -form.
- I dette eksemplet skrives ligningen om til 7, 1 × 10–9 = [Pb2+][JEG-]2
- Fordi det er ett blyion (Pb2+) i forbindelsen er antallet molekyler av forbindelsen oppløst lik antallet frie blyioner. Nå kan vi skrive [Pb2+] mot x.
- Siden det er to jodioner (I-) for hvert blyion kan antallet jodatomer skrives som 2x.
- Nå er ligningen 7, 1 × 10–9 = (x) (2x)2
Trinn 4. Ta hensyn til andre ioner som normalt er tilstede hvis mulig
Hopp over dette trinnet hvis forbindelsen er oppløst i rent vann. Når en forbindelse er oppløst i en løsning som allerede inneholder en eller flere av bestanddelene ("vanlige ioner"), vil løseligheten øke betydelig. Den generelle ioniske effekten ses best i forbindelser som stort sett er uløselige i vann. I dette tilfellet kan det antas at de fleste ionene ved likevekt kommer fra ioner som allerede er tilstede i løsningen. Omskrive ligningen for at reaksjonen skal inkludere den kjente molkonsentrasjonen (mol per liter eller M) av ionet som allerede er tilstede i løsningen, og erstatte dermed verdien av x som brukes for ionet.
For eksempel, hvis forbindelsen blyjodid er oppløst i en løsning som inneholder 0,2 M blyklorid (PbCl2) vil ligningen være 7, 1 × 10–9 = (0, 2M+x) (2x)2. Siden 0,2 M er en mer konsentrert konsentrasjon enn x, kan ligningen skrives om til 7,1 × 10–9 = (0, 2M) (2x)2.
Trinn 5. Løs ligningen
Løs x for å finne ut hvor løselig forbindelsen er i vann. Siden løselighetskonstanten allerede er etablert, er svaret når det gjelder antall mol av forbindelsen oppløst per liter vann. Du kan trenge en kalkulator for å beregne det endelige svaret.
- Følgende svar er for løselighet i rent vann, uten vanlige ioner.
- 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 oppløses. Denne mengden er så liten at den er i det vesentlige uløselig i vann.
