Introduction à la chimie

Termes

• litreUne unité système métrique non SI de volume égale à 1 décimètre cube (dm3), 1000 centimètres cubes ( cm3) ou 1/1 000 mètre cube (m3)
• solubilité molaire Le nombre de moles dune substance (le soluté) qui peut être dissous par litre de solution avant que la solution ne soit saturée.
• saturéContenant tout le soluté qui peut normalement être dissous à une température donnée.
• solution saturéeUne dans laquelle le solvant ne peut plus se dissoudre un soluté spécifique à une température particulière.

Solubilité molaire

Le produit de solubilité dune substance (Ksp) est le rapport des concentrations à léquilibre. La solubilité molaire, qui est directement liée au produit de solubilité, est le nombre de moles du soluté qui peuvent être dissoutes par litre de solution avant que la solution ne devienne saturée. Une fois quune solution est saturée, tout soluté supplémentaire précipite hors de la solution. Les unités sont la molarité (M), ou mole litre-1 (mol / L).

Calcul de la solubilité molaire

La relation entre la solubilité molaire et le produit de solubilité signifie que lon peut être utilisé pour trouver lautre.

Exemple 1:

Le Ksp pour AgI est de 8,5 x 10-17 à 25 ° C. Quelle est la solubilité molaire? (Soit s = la solubilité du composé dans leau, généralement définie par x dans un tableau ICE.)

Solution:

Léquation équilibrée de la réaction est:

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

La formule pour Ksp est:

Ksp =

Ksp = s2 = 8,5 x 10-17

où s est la concentration de chaque ion à léquilibre. Maintenant, résolvez pour s:

s2 = 8,5 x 10-17

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

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

La solubilité molaire de AgI est de 9,0 x 10-9 mol / L.

Exemple 2:

La solubilité les produits pour le carbonate de cadmium (CdCO3) et le carbonate dargent (Ag2CO3) sont presque exactement les mêmes. Comparez leurs solubilités molaires dans leau à 25 ° C.

Solution:

Pour le carbonate de cadmium:

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

Pour le carbonate dargent, lexpression est légèrement différente. Puisque chaque mole de sel produit deux moles dions Ag +, la valeur de Ag + est de 2s:

Ag_2CO_3 (s) \ leftrightarrow 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

Bien que le carbonate de cadmium et le carbonate dargent aient à peu près les mêmes produits de solubilité, leurs solubilités en mol / L diffèrent dun facteur 100. La solubilité du carbonate dargent est sensible au carré de la concentration en ion métal car deux ions argent par ion carbonate sont nécessaires pour construire le cristal solide. Par conséquent, la forme de lexpression du produit de solubilité est différente.

Solubilité relative

Si les composés ont des solubilités ou des solubilités relatives différentes, ils peuvent être séparés. Par exemple, au cours du processus dextraction, les scientifiques prennent quelque chose dissous dans un liquide et le forcent à se dissoudre dans un autre liquide. La caféine doit être extraite des grains de café pour être utilisée dans des boissons telles que les sodas. En règle générale, la caféine est dissoute dans du dioxyde de carbone qui a été chauffé à plus de 300 K et pressurisé à 73 atm, ce qui en fait un liquide. Ensuite, la température est abaissée (abaissant la solubilité de la caféine dans le dioxyde de carbone) et de leau est ajoutée. Le système est autorisé à atteindre léquilibre. Étant donné que la caféine est plus soluble dans leau que dans le dioxyde de carbone, la majeure partie de celle-ci va dans leau.

Une technique appelée chromatographie sur papier tire également parti des solubilités relatives des composés. En chromatographie sur papier, une petite quantité du mélange est placée sur le papier à environ 1 cm du bord. Ensuite, le papier est mis en suspension dans une petite quantité de solvant dans un récipient fermé. Lorsque le solvant monte dans le papier, les composants du mélange se séparent en fonction de la solubilité relative. Lorsque le solvant se rapproche du sommet, une marque est faite pour enregistrer le niveau, et le papier est retiré et séché.Certains composants sont colorés et peuvent être vus à lœil nu, mais certains doivent être colorés ou irradiés avec une lampe ultraviolette. Le soluté se déplacera toujours à la même fraction de la distance du solvant tant que la température est maintenue constante. La distance parcourue par le soluté dans un solvant particulier peut être utilisée pour identifier le composé.