- Ostatnio zaktualizowany
- Zapisz jako plik PDF
- Identyfikator strony
- 49694
\( \ nowe polecenie {\ vecs} [1] {\ overset { \ scriptstyle \rightharpoonup} {\ mathbf {#1}}} \) \( \ nowe polecenie {\ vecd} [1] {\ overset {- \! - \!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{ span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart }{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\ norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm {span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\ mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{ \ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA} \unicode[.8,0]{x212B}}\)
Wczęść poświęcona reakcjom strącania, widzieliśmy, że istnieją sole, które rozpuszczają się w wodzie tylko w bardzo ograniczonym stopniu. Na przykład, jeśli BaSO4kryształki wytrząsa się z wodą, tak mało się rozpuszcza, że nie widać, żeby coś się wydarzyło, co widać na poniższym filmie. Niemniej jednak kilka Ba2+(woda) a więc42–(woda) jony, które trafiają do roztworu, zwiększają przewodność wody, umożliwiając pomiar ich stężenia. Poniższy film pokazuje powstawanie siarczanu baru w reakcji strącania pomiędzy chlorkiem baru i siarczanem sodu. Zwróć uwagę na powstający biały osad, którym jest siarczan baru.
Znajdujemy to przy 25°C
\[[\text{Ba}^{2+}]=\text{0,97} \times \text{10}^{-5}\text{ mol L}^{-1} = [\text{SO} _{4}^{2-}]\etykieta{1} \]
że opisalibyśmy rozpuszczalność BaSO4jako 0,97 × 10–5kret L–1w tej temperaturze. Stała sól i jej jony znajdują się w równowadze dynamicznej, dlatego możemy napisać równanie
\[\text{BaSO}_{4} ({s}) \rightleftharpoons \text{Ba}^{2+} ({aq}) + \text{SO}_{4}^{2-} ({ aq})\etykieta{2} \]
Podobnie jak w przypadku innych równowag dynamicznych, które omówiliśmy, konkretny Ba2+Jon czasami stanie się częścią kryształu, a innym razem znajdzie się w stanie uwodnionym i w roztworze.
Ponieważ stężenie BaSO4ma stałą wartość, do której można ją włączyćKCdla równania \(\ref{2}\). Daje to specjalną stałą równowagi zwanąprodukt rozpuszczalnościKsp:
\[K_{sp}= K_{c}[\text{BaSO}_{4}] = [\text{Ba}^{2+}][\text{SO}_{4}^{2-} ]\etykieta{3} \]
Dla BaSO4,Kspmożna łatwo obliczyć na podstawie rozpuszczalności, podstawiając równanie \(\ref{1}\) do \(\ref{3}\):
\[\begin{align}K_{sp} & = (\text{0.97} \times \text{10}^{-5}\text{ mol L}^{-1}) (\text{0.97} \ razy \text{10}^{-5}\text{ mol L}^{-1})\\ &= \text{0,94} \times \text{10}^{-10}\text{ mol}^ {2} \text{L}^{-2}\end{align} \nonumber \]
W ogólnym przypadku związku jonowego o wzorze \(A_xB_y\) można zapisać równowagę
\[\text{A}_{x}\text{B}_{y} ({s}) \rightleftharpoons {x}\text{A}^{m+} ({aq}) + {y}\text {A}^{n+} ({aq}) \nonumber \]
Następnie powstaje produkt rozpuszczalności
\[\text{K}_{sp} = [\text{A}^{m+}]^{x}[\text{B}^{n+}]^{y} \nonumber \]
Produkty rozpuszczalności niektórych z bardziej powszechnych, trudno rozpuszczalnych związków podano w poniższej tabeli.
| Substancja | KS | Substancja | Ksp |
|---|---|---|---|
| Związki aluminium | Związki baru | ||
| AlAsO4 | 1,6×10-16 | Ba3(AsO4)2 | 8,0 × 10-15 |
| Al(OH)3amorficzny | 1,3×10-33 | Śledziona3 | 5,1 × 10-9 |
| AlPO4 | 6,3 × 10-19 | BaC2O4 | 1,6×10-7 |
| Związki bizmutu | BaCrO4 | 1,2 × 10-10 | |
| BiAsO4 | 4,4×10-10 | BaF2 | 1,0 × 10-6 |
| BiOCl2 | 7,0 × 10-9 | Ba(OH)2 | 5 × 10-3 |
| Bi O (OH) | 4 × 10-10 | Ba3(PO4)2 | 3,4 × 10-23 |
| Bi(OH)3 | 4×10-31 | BaSeO4 | 3,5 × 10-8 |
| Był3 | 8,1×10-19 | szkło4 | 1,1 × 10-10 |
| BiPO4 | 1,3×10-23 | szkło3 | 8 × 10-7 |
| Związki kadmu | BaS2O3 | 1,6×10-5 | |
| Płyta CD3(AsO4)2 | 2,2×10-33 | Związki wapnia | |
| CDCO3 | 5,2×10-12 | Ok3(AsO4)2 | 6,8×10-19 |
| CD (CN)2 | 1,0×10-8 | CaCO3 | 2,8×10-9 |
| Płyta CD2[Fe(CN)6] | 3,2 × 10-17 | CaCrO4 | 7,1×10-4 |
| Cd(OH)2świeży | 2,5×10-14 | CaC2O4• H2O3 | 4 × 10-9 |
| Związki chromu | CaF2 | 5,3×10-9 | |
| Tępy4 | 7,7 × 10-21 | Ca(OH)2 | 5,5×10-6 |
| Cr(OH)2 | 2 × 10-16 | CaHPO4 | 1 × 10-7 |
| Cr(OH)3 | 6,3 × 10-31 | Ok3(PO4)2 | 2,0 × 10-29 |
| CrPO4• 4H2Lub zielony | 2,4 × 10-23 | CaSeO4 | 8,1 × 10-4 |
| CrPO4• 4H2O fiolet | 1,0 × 10-17 | Sprawa4 | 9,1 × 10-6 |
| Związki kobaltu | Sprawa3 | 6,8 × 10-8 | |
| Współ3(AsO4)2 | 7,6 × 10-29 | Związki miedzi | |
| Kokosowiec3 | 1,4×10-13 | CuBr | 5,3 × 10-9 |
| Co(OH)2świeży | 1,6×10-15 | CuCl | 1,2 × 10-6 |
| Co(OH)3 | 1,6×10-44 | CuCN | 3,2 × 10-20 |
| CoHPO4 | 2 × 10-7 | Który | 1,1 × 10-12 |
| WSPÓŁ3(PO4)2 | 2 × 10-35 | CuOH | 1 × 10-14 |
| Związki złota | CuSCN | 4,8 × 10-15 | |
| AuCl | 2,0 × 10-13 | Cu3(AsO4)2 | 7,6 × 10-36 |
| AuI | 1,6×10-23 | Kukułka3 | 1,4×10-10 |
| AuCl3 | 3,2 × 10-25 | Cu2[Fe(CN)6] | 1,3×10-16 |
| Au(OH)3 | 5,5 × 10-46 | Cu(OH)2 | 2,2 × 10-20 |
| AuI3 | 1 × 10-46 | Cu3(PO4)2 | 1,3×10-37 |
| Związki żelaza | Związki ołowiu | ||
| FeCO3 | 3,2 × 10-11 | Pb3(AsO4)2 | 4,0 × 10-36 |
| Fe(OH)2 | 8,0 × 10-16 | PbBr2 | 4,0 × 10-5 |
| FeC2O4• 2 godz2O3 | 3,2 × 10-7 | PbCO3 | 7,4 × 10-14 |
| FeAsO4 | 5,7 × 10-21 | PbCl2 | 1,6×10-5 |
| Fe4[Fe(CN)6]3 | 3,3 × 10-41 | PbCrO4 | 2,8×10-13 |
| Fe(OH)3 | 4 × 10-38 | PbF2 | 2,7 × 10-8 |
| FePO4 | 1,3×10-22 | Pb(OH)2 | 1,2 × 10-15 |
| Związki magnezu | PbI2 | 7,1 × 10-9 | |
| Mg3(AsO4)2 | 2,1 × 10-20 | PbC2O4 | 4,8 × 10-10 |
| MgCO3 | 3,5 × 10-8 | PbHPO4 | 1,3×10-10 |
| MgCO3• 3H2O3 | 2,1 × 10-5 | Pb3(PO4)2 | 8,0 × 10-43 |
| MgC2O4• 2 godz2O3 | 1 × 10-8 | PbSeO4 | 1,4×10-7 |
| MgF2 | 6,5 × 10-9 | PbSO4 | 1,6×10-8 |
| Mg(OH)2 | 1,8×10-11 | Pb(SCN)2 | 2,0 × 10-5 |
| Mg3(PO4)2 | 10-23do 10-27 | Związki manganu | |
| MgSeO3 | 1,3×10-5 | Mn3(AsO4)2 | 1,9 × 10-29 |
| MgSO3 | 3,2 × 10-3 | MnCO3 | 1,8×10-11 |
| MgNH4PO4 | 2,5 × 10-13 | Mn2[Fe(CN)6] | 8,0 × 10-13 |
| Związki rtęci | Mn(OH)2 | 1,9 × 10-13 | |
| Hg2br2 | 5,6 × 10-23 | MnC2O4• 2 godz2O3 | 1,1 × 10-15 |
| Hg2WSPÓŁ3 | 8,9 × 10-17 | Związki niklu | |
| Hg2(CN)2 | 5 × 10-40 | W3(AsO4)2 | 3,1 × 10-26 |
| Hg2kl2 | 1,3×10-18 | NiCO3 | 6,6 × 10-9 |
| Hg2CrO4 | 2,0 × 10-9 | 2Ni(CN)2→ Jest2++ Ni(CN)42 | 1,7 × 10-9 |
| Hg2(OH)2 | 2,0 × 10-24 | W2[Fe(CN)6] | 1,3×10-15 |
| Hg2l2 | 4,5×10-29 | Ni(OH)2świeży | 2,0 × 10-15 |
| Hg2WIĘC4 | 7,4 × 10-7 | NiC2O4 | 4 × 10-10 |
| Hg2WIĘC3 | 1,0 × 10-27 | W3(PO4)2 | 5 × 10-31 |
| Hg(OH)2 | 3,0 × 10-26 | Związki srebra | |
| Związki strontu | Ag3AsO4 | 1,0 × 10-22 | |
| senior3(AsO4)2 | 8,1 × 10-19 | AgBr | 5,0 × 10-13 |
| SrCO3 | 1,1 × 10-10 | Ag2WSPÓŁ3 | 8,1 × 10-12 |
| SrCrO4 | 2,2 × 10-5 | AgCl | 1,8×10-10 |
| SrC2O4• H2O3 | 1,6×10-7 | Ag2CrO4 | 1,1 × 10-12 |
| senior3(PO4)2 | 4,0 × 10-28 | AgCN | 1,2 × 10-16 |
| SrSO3 | 4 × 10-8 | Ag2Kr2O7 | 2,0 × 10-7 |
| SrSO4 | 3,2 × 10-7 | Ag4[Fe(CN)6] | 1,6×10-41 |
| Związki cyny | AgOH | 2,0 × 10-8 | |
| Sn(OH)2 | 1,4×10-28 | AgI | 8,3 × 10-17 |
| Sn(OH)4 | 1 × 10-56 | Ag3PO4 | 1,4×10-16 |
| Związki cynku | Ag2WIĘC4 | 1,4×10-5 | |
| Zn3(AsO4)2 | 1,3×10-28 | Ag2WIĘC3 | 1,5×10-14 |
| ZnCO3 | 1,4×10-11 | AgSCN | 1,0 × 10-12 |
| Zn2[Fe(CN)6] | 4,0 × 10-16 | ||
| Zn(OH)2 | 1,2 × 10-17 | ||
| Cynk2O4 | 2,7 × 10-8 | ||
| Zn3(PO4)2 | 9,0 × 10-33 | ||
1. Zaczerpnięto z Patnaik, Pradyot, Dean’s Analytical Chemistry Handbook, wyd. 2, Nowy Jork: McGraw-Hill, 2004, Tabela 4.2 (opublikowana w Internecie przez Knovel,http://www.knovel.com).
2. Zaczerpnięto z Meites, wyd. L., Handbook of Analytical Chemistry, wyd. 1, Nowy Jork: McGraw-Hill, 1963.
3. Ponieważ [H2O] nie pojawia się w stałych równowagi dla równowagi w roztworze wodnym, nie pojawia się wKspwyrażenia dla uwodnionych ciał stałych.
W tej tabeli nie wymieniono żadnych siarczków metali, ponieważ jon siarczkowy jest tak mocną zasadą, że nie ma zastosowania zwykłe równanie równowagi produktu rozpuszczalności. Zobacz Myers, R. J.Dziennik Edukacji Chemicznej, Tom. 63, 1986; s. 687-690.
Przykład \(\PageIndex{1}\): Równowaga
Gdy kryształy PbCl2wytrząsa się z wodą o temperaturze 25°C, stwierdza się, że 1,62 × 10–2mol PbCl2rozpuszcza się na decymetr sześcienny roztworu. Znajdź wartośćKspw tej temperaturze.
Rozwiązanie
Najpierw zapisujemy równanie równowagi:
\[\text{PbCl}_{2}({s})\rightleftharpoons \text{Pb}^{2+}({aq}) = \text{2Cl}^{-}({aq}) \nonumber \]
aby
\[\text{K}_{sp}\text{PbCl}_{2} = [\text{Pb}^{2+}][\text{Cl}^{-}]^{2} \nonumber \]
Od 1,62 × 10–2mol PbCl2rozpuszcza się na decymetr sześcienny, mamy
\[[\text{Pb}^{2+}]=\text{1,62} \times \text{10}^{-2} \text{mol L}^{-1} \nonumber \]
chwila
\[[\text{Cl}^{-}]=\text{2} \times \text{1.62} \times \text{10}^{-2} \text{mol L}^{-1} \ brak numeru \]
od 2 moli Cl–jony powstają na każdy mol PbCl2który się rozpuszcza. Zatem
\[\begin{align}{K}_{sp}= (\text{1.62}\times \text{10}^{-2}\text{mol L}^{-1})(\text{2 } \times \text{ 1,62 } \times \text{ 10}^{-2} \text{mol L}^{-1})\text{ }^{2}\\\text{ } = \text{ 1,70 } \times \text{ 10}^{-5} \text{ mol}^{3} \text{L} ^{-3}\end{align} \nonumber \]
Przykład \(\PageIndex{2}\): Rozpuszczalność
Produkt rozpuszczalności chromianu srebra, Ag2CrO4, wynosi 1,0 × 10–12mol3L–3. Znajdź rozpuszczalność tej soli.
Rozwiązanie
Ponownie zaczynamy od napisania równania
\[\text{Ag}_{2}\text{CrO } ({s}) \rightleftharpoons \text {2Ag}^{2+} ({aq}) + \text{CrO}_{4}^{ 2-} ({aq}) \nonumber \]
z którego
\[{K}_{sp}(\text{Ag}_{2}\text{CrO}_{4})= [\text{Ag}^{+}]^{2} [\text{CrO }_{4}^{2-}]= \text{1,0} \times \text{10}^{-12} \text{mol}^{3} \text{L}^{-3} \nonumber \]
Niech będzie rozpuszczalnośćXkret L–1. Następnie
\[[\text{CrO}_{4}^{2-}]= {x } \text{ mol } \text{L}^{-1} \nonumber \]
I
\[[\text{Ag}^{+}] = 2x \text{mol L}^{-1} \nonumber \]
Zatem
\[\begin{align}{K}_{sp}= (\text{2}{x} \text{ mol } \text{L}^{-1})^{2} {x} \text{ mol L}^{-1}\\\text{ }= (\text{2}{x})^{2} { x}\text{ mol}^{3} \text{ L}^{-3 } = \text{1,0} \times \text{10}^{-12}\text{ mol}^{3} \text{ L}^{-3} \, \end{align} \nonumber \]
Lub
\[4x^{3} = \text{1,0 x 10}^{-12} \nonumber \]
I
\[x^{\text{3}}=\frac{\text{1.0}}{\text{4}}\text{ }\times \text{ 10}^{12}=\text{2.5 }\ razy \text{ 10}^{-13}=\text{250 }\times \text{ 10}^{-15} \nonumber \]
aby
\[x=\sqrt[\text{3}]{\text{250}}\text{ }\times \text{ }\sqrt[\text{3}]{\text{10}^{-\text {15}}}=\text{6}\text{.30 }\times \text{ 10}^{-\text{5}} \nonumber \]
Zatem rozpuszczalność wynosi 6,30 × 10–5kret L–1.