Úvod do chemie

Termíny

• liter Jednotka metrického systému jiného než SI o objemu rovném 1 kubickému decimetru (dm3), 1 000 kubických centimetrech ( cm3) nebo 1/1 000 kubického metru (m3)
• molární rozpustnost Počet molů látky (rozpustné látky), kterou lze disso Množství na litr roztoku, než se roztok nasytí.
• nasycený Obsahuje veškerou rozpuštěnou látku, kterou lze normálně rozpustit při dané teplotě.
• nasycený roztok Jeden, ve kterém už rozpouštědlo nemůže rozpustit více konkrétní rozpuštěná látka při určité teplotě.

Molární rozpustnost

Produkt rozpustnosti látky (Ksp) je poměr koncentrací v rovnováze. Molární rozpustnost, která přímo souvisí s produktem rozpustnosti, je počet molů rozpuštěné látky, které lze rozpustit na litr roztoku před nasycením roztoku. Jakmile je roztok nasycen, z roztoku se vysráží veškerá další rozpuštěná látka. Jednotkami jsou molarita (M) nebo molární litr-1 (mol / l).

Výpočet molární rozpustnosti

Vztah mezi molární rozpustností a produktem rozpustnosti znamená, že lze použít k nalezení toho druhého.

Příklad 1:

Ksp pro AgI je 8,5 x 10-17 při 25 ° C. Jaká je molární rozpustnost? (Nechť s = rozpustnost sloučeniny ve vodě, obvykle definovaná jako x v tabulce ICE.)

Řešení:

Vyvážená rovnice reakce je:

AgI (y) \ leftrightarrow Ag ^ + (aq) + I ^ – (aq)

Vzorec pro Ksp je:

Ksp =

Ksp = s2 = 8,5 x 10-17

kde s je koncentrace každého iontu v rovnováze. Nyní vyřešte pro s:

s2 = 8,5 x 10-17

s = \ sqrt {8,5 \ krát 10 ^ {- 17}}

s = 9,0 x 10-9 mol / L

Molární rozpustnost AgI je 9,0 x 10-9 mol / L.

Příklad 2:

Rozpustnost produkty pro uhličitan kademnatý (CdCO3) a uhličitan stříbrný (Ag2CO3) jsou téměř úplně stejné. Porovnejte jejich molární rozpustnosti ve vodě při 25 ° C.

Řešení:

Pro uhličitan kademnatý:

CdCO_3 (s) \ leftrightarrow Cd ^ {2+} (aq) + CO_3 \ ^ {2+} (aq)

Ksp =

s2 = 5,2 x 10-12

s = 2,3 x 10- 6 mol / L

U uhličitanu stříbrného je výraz mírně odlišný. Protože každý mol soli produkuje dva moly iontů Ag +, hodnota Ag + je 2 s:

Ag_2CO_3 (s) \ leftrightarrow 2Ag ^ + (aq) + CO_3 ^ {2-} (aq)

Ksp = 2

(2 s) 2 s = 8,2 x 10-12

4s3 = 8,2 x 10-12

s = 1,3 x 10-4 mol / L

Ačkoli uhličitan kademnatý a uhličitan stříbrný mají téměř stejné produkty rozpustnosti, jejich rozpustnost v mol / L se liší faktorem 100. Rozpustnost uhličitanu stříbrného je citlivá na druhou mocninu koncentrace kovových iontů, protože k vytvoření pevného krystalu jsou nezbytné dva ionty stříbra na uhličitanový ion. Proto je forma vyjádření produktu rozpustnosti odlišná.

Relativní rozpustnost

Pokud mají sloučeniny různé rozpustnosti nebo relativní rozpustnosti, lze je oddělit. Například v procesu extrakce vědci vezmou něco rozpuštěného v jedné kapalině a přinutí to, aby se rozpustilo v jiné kapalině. Kofein musí být extrahován z kávových zrn, aby mohl být použit v nápojích, jako je soda. Typicky je kofein rozpuštěn v oxidu uhličitém, který byl zahřát na více než 300 K a natlakován na 73 atm, což z něj dělá kapalinu. Poté se teplota sníží (sníží se rozpustnost kofeinu v oxidu uhličitém) a přidá se voda. Systém může dosáhnout rovnováhy. Protože kofein je rozpustnější ve vodě než v oxidu uhličitém, většina z nich jde do vody.

Technika zvaná papírová chromatografie také využívá relativní rozpustnosti sloučenin. Při papírové chromatografii se malé množství směsi umístí na papír přibližně 1 cm od okraje. Poté je papír suspendován v malém množství rozpouštědla v uzavřené nádobě. Jak rozpouštědlo stoupá nahoru, složky ve směsi se oddělují na základě relativní rozpustnosti. Jakmile se rozpouštědlo přiblíží k horní části, vytvoří se značka pro zaznamenání hladiny a papír se odstraní a vysuší.Některé komponenty jsou barevné a lze je vidět pouhým okem, ale některé je třeba obarvit nebo ozařovat ultrafialovou lampou. Rozpuštěná látka se bude vždy pohybovat ve stejném zlomku vzdálenosti rozpouštědla, pokud je teplota udržována konstantní. Vzdálenost, kterou rozpuštěná látka urazí v konkrétním rozpouštědle, lze použít k identifikaci sloučeniny.