Kémiát tanul, de nem teljesen érti az oldhatósági szorzat állandót, vagy szeretne többet megtudni róla? Nem tudja, hogyan kell kiszámítani a moláris oldhatóságot $K_s_p$-ból? Az oldhatósági állandó, vagy a $K_s_p$ a kémia fontos része, különösen akkor, ha oldhatósági egyenletekkel dolgozik, vagy különböző oldott anyagok oldhatóságát elemzi. Ha jól ismeri a $K_s_p$-t, ezekre a kérdésekre sokkal könnyebben válaszolhatunk!
Ebben a $K_s_p$ kémiai útmutatóban elmagyarázzuk a $K_s_p$ kémia definícióját, hogyan kell megoldani (példákkal), mely tényezők befolyásolják, és miért fontos. Ennek az útmutatónak az alján van egy táblázatunk is a $K_s_p$ értékekkel az anyagok hosszú listájához, hogy megkönnyítse az oldhatósági állandó értékek megtalálását.
Mi az a $K_s_p$?
A $K_s_p$ oldhatósági állandóként vagy oldhatósági szorzatként ismert. Ez az egyenletekhez használt egyensúlyi állandó, amikor egy szilárd anyag folyékony/vizes oldatban oldódik. Emlékeztetőül: az oldott anyag (amit feloldunk) akkor tekinthető oldhatónak, ha 100 ml vízben 1 grammnál több teljes mértékben feloldható.
A $K_s_p$ csak olyan oldott anyagokhoz használatos enyhén oldódik, és nem oldódik fel teljesen az oldatban. (Az oldott anyag az oldhatatlan ha semmi vagy szinte semmi nem oldódik fel az oldatban.) $K_s_p$ azt jelenti, hogy mennyi oldott anyag oldódik fel az oldatban.
A $K_s_p$ értéke az oldott anyagtól függően változik. Minél jobban oldódik egy anyag, annál nagyobb a $K_s_p$ kémiai értéke. És mik a $K_s_p$ egységek? Valójában nincs egysége! A $K_s_p$ értéknek nincsenek mértékegységei, mert aa reaktánsok és a termékek moláris koncentrációja minden egyenletnél eltérő. Ez azt jelentené, hogy a $K_s_p$ egység minden problémánál más és nehéz lenne megoldani, ezért az egyszerűsítés érdekében a vegyészek általában teljesen eldobják a $K_s_p$ egységeket. Milyen kedves tőlük!
Hogyan számolja ki a $K_s_p$-t?
Ebben a részben elmagyarázzuk, hogyan írjunk ki $K_s_p$ kémiai kifejezéseket, és hogyan oldjuk meg a $K_s_p$ értékét. A legtöbb kémiaórán ritkán kell megoldania a $K_s_p$ értékét; legtöbbször kiírod a kifejezéseket, vagy $K_s_p$ értékeket használsz a megoldáshoz oldhatóság (amit a Miért fontos a $K_s_p$ szakaszban elmagyarázzuk).
$K_s_p$ kifejezések írása
Az alábbiakban látható az oldhatósági szorzategyenlet, amelyet négy $K_s_p$ kémiai probléma követ így láthatja, hogyan írhat ki $K_s_p$ kifejezéseket.
A $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq) reakcióhoz
Az oldhatósági kifejezés: $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
Az első egyenlet disszociációs egyenletként ismert, a második pedig a kiegyensúlyozott $K_s_p$ kifejezés.
Ezekhez az egyenletekhez:
- A és B különböző ionokat és szilárd anyagokat képviselnek. Ezekben az egyenletekben „termékeknek” is nevezik őket.
- a és b az egyenlet kiegyenlítésére használt együtthatók
- (aq) és (s) jelzi, hogy a termék milyen állapotban van (vizes vagy szilárd)
- A zárójelek a moláris koncentrációt jelölik. Tehát az [AgCl] az AgCl moláris koncentrációját jelenti.
A $K_s_p$ kifejezések helyes írásához jól kell ismernie a kémiai neveket, a többatomos ionokat és az egyes ionokhoz kapcsolódó töltéseket. Ezenkívül a legfontosabb dolog, amit tudnia kell ezekkel az egyenletekkel, hogy minden egyes koncentrációt (amelyet szögletes zárójelben jelölünk) a kiegyensúlyozott $K_s_p$ kifejezés együtthatójának hatványára emelünk.
Nézzünk néhány példát.
1. példa
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
Ebben a problémában ne felejtsd el négyzetre emelni a Br-t a $K_s_p$ egyenletben. Ezt a disszociációs egyenlet 2-es együtthatója miatt teszi.
2. példa
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
3. példa
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
4. példa
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
$K_s_p$ megoldása oldhatósággal
A $K_s_p$ értékének kiszámításához moláris oldhatósági értékekkel kell rendelkeznie, vagy meg kell tudnia találni azokat.
Kérdés: Határozza meg az AgBr (ezüst-bromid) $K_s_p$ értékét, mivel moláris oldhatósága 5,71 x ^{¯}^7$ mol/l.
Először is fel kell írnunk a két egyenletet.
AgBr(ek) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
Most, mivel ebben a feladatban $K_s_p$ tényleges értékre oldunk meg, beillesztjük a kapott oldhatósági értékeket:
$K_s_p$ = (5,71 x ^{¯}^7$) (5,71 x ^{¯}^7$) = 3,26 x ^{¯}^13$
A $K_s_p$ értéke 3,26 x ^{¯}^13$
Milyen tényezők befolyásolják a $K_s_p$-t?
Ebben a részben az oldhatósági állandó értékét befolyásoló főbb tényezőket tárgyaljuk.
Hőfok
A legtöbb oldott anyag jobban oldódik a folyadékban, ha a hőmérséklet emelkedik. Ha bizonyítékot szeretne, nézze meg, milyen jól keveredik az instant kávé egy csésze hideg vízben egy csésze forró vízhez képest. A hőmérséklet a szilárd anyagok és a gázok oldhatóságát egyaránt befolyásolja de nem találták, hogy határozottan befolyásolja a folyadékok oldhatóságát.
Nyomás
A nyomás is befolyásolhatja az oldhatóságot, de csak a folyadékokban lévő gázok esetében. Henry törvénye kimondja, hogy a gáz oldhatósága egyenesen arányos a gáz parciális nyomásával.
Henrik törvénye így van megírva p = kc , ahol
- p a gáz parciális nyomása a folyadék felett
- k Henry törvénye állandó
- c a gáz koncentrációja a folyadékban
Henry törvénye azt mutatja, hogy a parciális nyomás csökkenésével a folyadékban lévő gáz koncentrációja is csökken, ami viszont csökkenti az oldhatóságot. Tehát a kisebb nyomás kisebb oldhatóságot eredményez, a nagyobb nyomás pedig nagyobb oldhatóságot.
Ha kinyit egy üdítős dobozt, láthatja Henry törvényét működés közben. Amikor a doboz le van zárva, a gáz nagyobb nyomás alatt van, és sok buborék van, mivel a gáz nagy része feloldódik. Amikor kinyitja a dobozt, a nyomás csökken, és ha a szódát elég sokáig hagyja ülni, a buborékok végül eltűnnek, mert az oldhatóság lecsökkent, és már nem oldódnak a folyadékban (kibuborékoltak az italból) .
Molekulaméret
Általában a kisebb molekulájú oldott anyagok jobban oldódnak, mint azok, amelyek molekularészecskéket tartalmaznak. Az oldószer könnyebben veszi körül a kisebb molekulákat, így ezek a molekulák gyorsabban oldódnak, mint a nagyobb molekulák.
Miért fontos a $K_s_p$?
Miért számít az oldhatósági állandó? Az alábbiakban három kulcsfontosságú alkalom látható, amikor a $K_s_p$ kémiát kell használnia.
Az oldott anyagok oldhatóságának megállapítása
Érdekelne, hogyan lehet kiszámítani a moláris oldhatóságot $K_s_p$-ból? A $K_s_p$ értékének ismerete lehetővé teszi a különböző oldott anyagok oldhatóságának meghatározását. Íme egy példa: A $Ag_2SO_4$, ezüst-szulfát $K_s_p$ értéke 1,4 × ^{–}^5 $. Határozza meg a moláris oldhatóságot!
Először fel kell írnunk a disszociációs egyenletet: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
Ezután beillesztjük a $K_s_p$ értéket egy algebrai kifejezés létrehozásához.
1,4×10$^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1,4×10$^{–}^5$= 4x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1,5x10$^{-}^2$ M
dhanashree verma
x$= [$Ag^{+}$]=3,0x^{-}^2$ M
Megjósolni, ha a reakciók során csapadék képződik
Ha ismerjük egy oldott anyag $K_s_p$ értékét, akkor kitalálhatjuk, hogy csapadék keletkezik-e, ha ionjainak oldatát összekeverjük. Az alábbiakban bemutatjuk a csapadék kialakulását meghatározó két szabályt.
- Ionos termék > $K_s_p$, akkor csapadék keletkezik
- Ionos termék<$K_s_p$ then precipitation will not occur
A közös ionhatás megértése
A $K_s_p$ szintén fontos része a közös ionhatásnak. A közös ionhatás azt mondja ki, hogy ha két olyan oldatot keverünk össze, amelyekben egy közös ion van, akkor először a kisebb $K_s_p$ értékű oldott anyag válik ki.
Például, mondjuk BiOCl-t és CuCl-t adnak egy oldathoz. Mindkettő tartalmaz $Cl^{-}$ ionokat. A BiOCl $K_s_p$ értéke 1,8×^{–}^31$, a CuCl $K_s_p$ értéke pedig 1,2×^{–}^6$. A BiOCl $K_s_p$ értéke kisebb, tehát CuCl előtt fog kicsapódni.
Oldhatósági termék állandó táblázat
Az alábbiakban egy diagram mutatja a $K_s_p$ értékeket számos általános anyag esetében. A $K_s_p$ értékek arra vonatkoznak, amikor az anyagok 25 Celsius-fok körüliek, ami szabványos. Mivel a $K_s_p$ értékek olyan kicsik, kisebb eltérések lehetnek az értékükben attól függően, hogy melyik forrást használja. A diagramon szereplő adatok a Rhode Island-i Egyetemtől származnak Kémiai Tanszék .
| Anyag | Képlet | $K_s_p$ Érték |
| Alumínium-hidroxid | $Al(OH)_3$ | 1,3×10$^{–}^33$ |
| Alumínium-foszfát | $AlPO_4$ | 6,3×10$^{–}^19$ |
| Bárium-karbonát | $BaCO_3$ | 5,1×10$^{–}^9$ |
| Bárium-kromát | $BaCrO_4$ | 1,2×10$^{–}^10$ |
| Bárium-fluorid | $BaF_2$ | 1,0×10$^{–}^6$ |
| Bárium-hidroxid | $Ba(OH)_2$ | 5×10$^{–}^3$ |
| Bárium-szulfát | $BaSO_4$ | 1,1×10$^{–}^10$ |
| Bárium-szulfit | $BaSO_3$ | 8×10$^{–}^7$ |
| Bárium-tioszulfát | $BaS_2O_3$ | 1,6×10$^{–}^6$ |
| Bizmutil-klorid | $BiOCl$ | 1,8×10$^{–}^31$ |
| Bizmutil-hidroxid | $BiOOH$ | 4×10$^{–}^10$ |
| Kadmium-karbonát | $CdCO_3$ | 5,2×10$^{–}^12$ |
| Kadmium-hidroxid | $Cd(OH)_2$ | 2,5×10$^{–}^14$ |
| Kadmium-oxalát | $CdC_2O_4$ | 1,5×10$^{–}^8$ |
| Kadmium-szulfid | $CdS$ | 8×10$^{–}^28$ |
| Kálcium-karbonát | $CaCO_3$ | 2,8×10$^{–}^9$ |
| Kalcium-kromát | $CaCrO_4$ | 7,1×10$^{–}^4$ |
| Kalcium-fluorid | $CaF_2$ | 5,3×10$^{–}^9$ |
| Kalcium-hidrogén-foszfát | $CaHPO_4$ | 1×10$^{–}^7$ |
| Kálcium hidroxid | $Ca(OH)_2$ | 5,5×10$^{–}^6$ |
| Kalcium-oxalát | $CaC_2O_4$ | 2,7×10$^{–}^9$ |
| Kalcium-foszfát | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2,0×10$^{–}^29$ |
| Kalcium-szulfát | $CaSO_4$ | 9,1×10$^{–}^6$ |
| Kalcium-szulfit | $CaSO_3$ | 6,8×10$^{–}^8$ |
| Króm(II)-hidroxid | $Cr(OH)_2$ | 2×10$^{–}^16$ |
| Króm(III)-hidroxid | $Cr(OH)_3$ | 6,3×10$^{–}^31$ |
| Kobalt(II)-karbonát | $CoCO_3$ | 1,4×10$^{–}^13$ |
| Kobalt(II)-hidroxid | $Co(OH)_2$ | 1,6×10$^{–}^15$ |
| Kobalt(III)-hidroxid | $Co(OH)_3$ | 1,6×10$^{–}^44$ |
| Kobalt(II)-szulfid | $CoS$ | 4×10$^{–}^21$ |
| Réz(I)-klorid | $CuCl$ | 1,2×10$^{–}^6$ |
| Réz(I)-cianid | $CuCN$ | 3,2×10$^{–}^20$ |
| Réz(I)-jodid | $CuI$ | 1,1×10$^{–}^12$ |
| Réz (II) arzenát | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7,6×10$^{–}^36$ |
| Réz(II)-karbonát | $CuCO_3$ | 1,4×10$^{–}^10$ |
| Réz(II)-kromát | $CuCrO_4$ | 3,6×10$^{–}^6$ |
| Réz (II) ferrocianid | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1,3×10$^{–}^16$ |
| Réz(II)-hidroxid | $Cu(OH)_2$ | 2,2×10$^{–}^20$ |
| Réz(II)-szulfid | $CuS$ | 6×10$^{–}^37$ |
| Vas(II)-karbonát | $FeCO_3$ | 3,2×10$^{–}^11$ |
| vas(II)-hidroxid | $Fe(OH)_2$ | 8,0 ^{–}^16$ |
| Vas(II)-szulfid | $FeS$ | 6×10$^{–}^19$ |
| Vas (III) arzenát | $FeAsO_4$ | 5,7×10$^{–}^21$ |
| Vas (III) ferrocianid | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3,3×10$^{–}^41$ |
| Vas(III)-hidroxid | $Fe(OH)_3$ | 4×10$^{–}^38$ |
| vas(III)-foszfát | $FePO_4$ | 1,3×10$^{–}^22$ |
| Ólom (II) arzenát | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×10$^{–}^6$ |
| Ólom(II)-azid | $Pb(N_3)_2$ | 2,5×10$^{–}^9$ |
| Ólom(II)-bromid | $PbBr_2$ | 4,0×10$^{–}^5$ |
| Ólom (II)-karbonát | $PbCO_3$ | 7,4×10$^{–}^14$ |
| Ólom(II)-klorid | $PbCl_2$ | 1,6×10$^{–}^5$ |
| Ólom (II) kromát | $PbCrO_4$ | 2,8×10$^{–}^13$ |
| Ólom(II)-fluorid | $PbF_2$ | 2,7×10$^{–}^8$ |
| Ólom(II)-hidroxid | $Pb(OH)_2$ | 1,2×10$^{–}^15$ |
| Ólom(II)-jodid | $PbI_2$ | 7,1×10$^{–}^9$ |
| Ólom(II)-szulfát | $PbSO_4$ | 1,6×10$^{–}^8$ |
| Ólom(II)-szulfid | $PbS$ | 3×10$^{–}^28$ |
| Lítium-karbonát | $Li_2CO_3$ | 2,5×10$^{–}^2$ |
| Lítium-fluorid | $LiF$ | 3,8×10$^{–}^3$ |
| Lítium-foszfát | $Li_3PO_4$ | 3,2×10$^{–}^9$ |
| Magnézium-ammónium-foszfát | $MgNH_4PO_4$ | 2,5×10$^{–}^13$ |
| Magnézium-arzenát | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×10$^{–}^20$ |
| Magnézium-karbonát | $MgCO_3$ | 3,5×10$^{–}^8$ |
| Magnézium-fluorid | $MgF_2$ | 3,7×10$^{–}^8$ |
| Magnézium-hidroxid | $Mg(OH)_2$ | 1,8×10$^{–}^11$ |
| Magnézium-oxalát | $MgC_2O_4$ | 8,5×10$^{–}^5$ |
| Magnézium-foszfát | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×10$^{–}^25$ |
| Mangán (II) karbonát | $MnCO_3$ | 1,8×10$^{–}^11$ |
| Mangán(II)-hidroxid | $Mn(OH)_2$ | 1,9×10$^{–}^13$ |
| Mangán(II)-szulfid | $MnS$ | 3×10$^{–}^14$ |
| Higany (I) bromid | $Hg_2Br_2$ | 5,6×10$^{–}^23$ |
| Higany(I)-klorid | $Hg_2Cl_2$ | 1,3×10$^{–}^18$ |
| Higany(I)-jodid | $Hg_2I_2$ | 4,5×10$^{–}^29$ |
| Higany(II)-szulfid | $HgS$ | 2×10$^{–}^53$ |
| Nikkel(II)-karbonát | $NiCO_3$ | 6,6×10$^{–}^9$ |
| Nikkel(II)-hidroxid | $Ni(OH)_2$ | 2,0×10$^{–}^15$ |
| Nikkel(II)-szulfid | $NiS$ | 3×10$^{–}^19$ |
| Scandium-fluorid | $ScF_3$ | 4,2×10$^{–}^18$ |
| Szkandium-hidroxid | $Sc(OH)_3$ | 8,0×10$^{–}^31$ |
| Ezüst-acetát | $Ag_2CH_3O_2$ | 2,0×10$^{–}^3$ |
| Ezüst arzenát | $Ag_3AsO_4$ | 1,0×10$^{–}^22$ |
| Ezüst-azid | $AgN_3$ | 2,8×10$^{–}^9$ |
| Ezüst bromid | $AgBr$ | 5,0×10$^{–}^13$ |
| Ezüst-klorid | $AgCl$ | 1,8×10$^{–}^10$ |
| Ezüst kromát | $Ag_2CrO_4$ | 1,1×10$^{–}^12$ |
| Ezüst cianid | $AgCN$ | 1,2×10$^{–}^16$ |
| Ezüst-jodát | $AgIO_3$ | 3,0×10$^{–}^8$ |
| Ezüst jodid | $AgI$ | 8,5×10$^{–}^17$ |
| Ezüst nitrit | $AgNO_2$ | 6,0×10$^{–}^4$ |
| Ezüst-szulfát | $Ag_2SO_4$ | 1,4×10$^{–}^5$ |
| Ezüst-szulfid | $At_2S$ | 6×10$^{–}^51$ |
| Ezüst-szulfit | $Ag_2SO_3$ | 1,5×10$^{–}^14$ |
| Ezüst-tiocianát | $AgSCN$ | 1,0×10$^{–}^12$ |
| Stroncium-karbonát | $SrCO_3$ | 1,1×10$^{–}^10$ |
| Stroncium-kromát | $SrCrO_4$ | 2,2×10$^{–}^5$ |
| Stroncium-fluorid | $SrF_2$ | 2,5×10$^{–}^9$ |
| Stroncium-szulfát | $SrSO_4$ | 3,2×10$^{–}^7$ |
| Tallium(I)-bromid | $TlBr$ | 3,4×10$^{–}^6$ |
| Tallium(I)-klorid | $TlCl$ | 1,7×10$^{–}^4$ |
| Tallium(I)-jodid | $TlI$ | 6,5×10$^{–}^8$ |
| Tallium(III)-hidroxid | $Tl(OH)_3$ | 6,3×10$^{–}^46$ |
| ón(II)-hidroxid | $Sn(OH)_2$ | 1,4×10$^{–}^28$ |
| ón(II)-szulfid | $SnS$ | 1×10$^{–}^26$ |
| Cink-karbonát | $ZnCO_3$ | 1,4×10$^{–}^11$ |
| Cink-hidroxid | $Zn(OH)_2$ | 1,2×10$^{–}^17$ |
| Cink-oxalát | $ZnC_2O_4$ | 2,7×10$^{–}^8$ |
| Cink-foszfát | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9,0×10$^{–}^33$ |
| Cink-szulfid | $ZnS$ | 2×10$^{–}^25$ |
Következtetés: $K_s_p$ Kémiai útmutató
Mi az a $K_s_p$ a kémiában? Az oldhatósági szorzatállandó, vagy $K_s_p$, fontos szempont a kémiában, amikor különböző oldott anyagok oldhatóságát vizsgáljuk. $K_s_p$ azt jelenti, hogy mennyi oldott anyag oldódik fel az oldatban, és minél jobban oldódik egy anyag, annál magasabb a $K_s_p$ kémiai értéke.
Az oldhatósági szorzatállandó kiszámításához először fel kell írnia a disszociációs egyenletet és a kiegyensúlyozott $K_s_p$ kifejezést, majd be kell illesztenie a moláris koncentrációkat, ha adottak.
Az oldhatósági állandót befolyásolhatja a hőmérséklet, a nyomás és a molekulaméret, és ez fontos az oldhatóság meghatározásához, a csapadék kialakulásának előrejelzéséhez és a közös ionhatás megértéséhez.
Mi a következő lépés?
Vigasztalhatatlan, hogy befejezte az oldhatósági állandó megismerését?Nyújtsa be bánatát teljes útmutatónk a 11 oldhatósági szabályhoz .
Más kémiai útmutatókat keres?Itt megtudhatja, hogyan kell egyensúlyba hozni a kémiai egyenleteket, vagy olvassa el ezt a hat példát a fizikai és kémiai változásokról.
Kémiát tanulsz középiskolában?Számos nagyszerű tanulmányi útmutatót állítottunk össze az AP Chem, az IB Chemistry és a New York állambeli Chemistry Regents vizsgához.