Johdatus kemiaan

Termit

• litra Muun kuin SI-metrijärjestelmän tilavuusyksikkö, joka on yhtä suuri kuin 1 kuutiometriä (dm3), 1 000 kuutiosenttimetriä ( cm3) tai 1/1 000 kuutiometriä (m3)
• mooliliukoisuus Aineen (liuenneen aineen) moolimäärä, joka voi olla disso lved / litra liuosta ennen kuin liuos kyllästyy.
• kyllästetty Sisältää kaiken liuenneen aineen, joka normaalisti voidaan liuottaa tietyssä lämpötilassa.
• kylläinen liuos Yksi, jossa liuotin ei voi liuottaa enempää tietty liuoteaine tietyssä lämpötilassa.

Molaarinen liukoisuus

Aineen liukoisuustuote (Ksp) on pitoisuuksien suhde tasapainoon. Molaarinen liukoisuus, joka liittyy suoraan liukoisuustuotteeseen, on liuenneen aineen moolimäärä, joka voidaan liuottaa litraa liuosta kohti ennen kuin liuos kyllästyy. Kun liuos on kyllästynyt, kaikki liuenneet aineet saostuvat liuoksesta. Yksiköt ovat molaarisuus (M) tai mooli litra-1 (mol / L).

Molaarisen liukoisuuden laskeminen

Molaarisen liukoisuuden ja liukoisuustuotteen suhde tarkoittaa, että voidaan käytetään toisen löytämiseen.

Esimerkki 1:

AgI: n Ksp on 8,5 x 10-17 25 ° C: ssa. Mikä on molaarinen liukoisuus? (Olkoon s = yhdisteen liukoisuus veteen, yleensä ICE-taulukossa määritelty x: nä.)

Ratkaisu:

Reaktion tasapainoinen yhtälö on:

AgI (s) \ vasenkätinen nuoli Ag ^ + (aq) + I ^ – (aq)

Ksp: n kaava on:

Ksp =

Ksp = s2 = 8,5 x 10-17

missä s on kunkin ionin pitoisuus tasapainossa. Ratkaise nyt s: lle:

s2 = 8,5 x 10-17

s = \ sqrt {8,5 \ kertaa 10 ^ {- 17}}

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

AgI: n molaarinen liukoisuus on 9,0 x 10-9 mol / L.

Esimerkki 2:

Liukoisuus kadmiumkarbonaatin (CdCO3) ja hopeakarbonaatin (Ag2CO3) tuotteet ovat melkein täsmälleen samat. Vertaa niiden mooliliukoisuutta veteen 25 ° C: ssa.

Ratkaisu:

Kadmiumkarbonaatille:

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

Hopeakarbonaatin ilmaisu on hieman erilainen. Koska jokainen mooli suolaa tuottaa kaksi moolia Ag + -ioneja, Ag +: n arvo on 2s:

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

Ksp = 2

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

4s3 = 8,2 x 10-12

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

Vaikka kadmiumkarbonaatilla ja hopeakarbonaatilla on melkein samat liukoisuustuotteet, niiden liukoisuus mol / l: een eroaa kertoimella 100. Hopeakarbonaatin liukoisuus on herkkä metalli-ionipitoisuus, koska kiinteän kiteen rakentamiseksi tarvitaan kaksi hopeaionia karbonaatti-ionia kohti. Siksi liukoisuustuotteen ilmentämisen muoto on erilainen.

Suhteellinen liukoisuus

Jos yhdisteillä on erilainen liukoisuus tai suhteellinen liukoisuus, ne voidaan erottaa. Esimerkiksi uuttoprosessissa tutkijat ottavat jotain liuotettua yhteen nesteeseen ja pakottavat sen liukenemaan toiseen nesteeseen. Kofeiini on uutettava kahvipavuista, jotta sitä voidaan käyttää juomissa, kuten soodassa. Tyypillisesti kofeiini liuotetaan hiilidioksidiin, joka on kuumennettu yli 300 K: seen ja paineistettu 73 atm: iin, mikä tekee siitä nesteen. Sitten lämpötila laskee (alentaa kofeiinin liukoisuutta hiilidioksidiin) ja lisätään vettä. Järjestelmän annetaan saavuttaa tasapaino. Koska kofeiini liukenee veteen paremmin kuin hiilidioksidiin, suurin osa siitä menee veteen.

Paperikromatografiaksi kutsuttu tekniikka hyödyntää myös yhdisteiden suhteellisia liukoisuuksia. Paperikromatografiassa pieni määrä seosta asetetaan paperille noin 1 cm: n päähän reunasta. Sitten paperi suspendoidaan pieneen määrään liuotinta suljetussa astiassa. Kun liuotin nousee ylöspäin paperia, seoksessa olevat komponentit erottuvat suhteellisen liukoisuuden perusteella. Kun liuotin lähestyy yläosaa, tehdään merkki tason rekisteröimiseksi, ja paperi poistetaan ja kuivataan.Jotkut komponentit ovat värillisiä ja näkyvät paljaalla silmällä, mutta jotkut on värjätävä tai säteilytettävä ultraviolettilampulla. Liukeneva aine liikkuu aina samalla osalla liuottimen etäisyyttä, kunhan lämpötila pidetään vakiona. Liuotetun aineen tietyssä liuottimessa tekemää etäisyyttä voidaan käyttää yhdisteen tunnistamiseen.