Introduzione alla chimica

Termini

• litro Ununità di volume del sistema metrico non SI uguale a 1 decimetro cubo (dm3), 1.000 centimetri cubi ( cm3) o 1 / 1.000 metro cubo (m3)
• solubilità molare Il numero di moli di una sostanza (il soluto) che può essere disso Lved per litro di soluzione prima che la soluzione diventi satura.
• saturata contenente tutto il soluto che può essere normalmente sciolto a una data temperatura.
• soluzione satura Una in cui il solvente non può dissolversi più di un soluto specifico a una temperatura particolare.

Solubilità molare

Il prodotto di solubilità di una sostanza (Ksp) è il rapporto delle concentrazioni allequilibrio. La solubilità molare, che è direttamente correlata al prodotto di solubilità, è il numero di moli del soluto che possono essere sciolte per litro di soluzione prima che la soluzione diventi satura. Una volta che una soluzione è satura, qualsiasi soluto aggiuntivo precipita fuori dalla soluzione. Le unità sono molarità (M) o mole litro-1 (mol / L).

Calcolo della solubilità molare

La relazione tra la solubilità molare e il prodotto di solubilità significa che si può essere utilizzato per trovare laltro.

Esempio 1:

Il Ksp per AgI è 8,5 x 10-17 a 25 ° C. Qual è la solubilità molare? (Sia s = la solubilità del composto in acqua, normalmente definita come x in una tabella ICE.)

Soluzione:

Lequazione bilanciata per la reazione è:

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

La formula per Ksp è:

Ksp =

Ksp = s2 = 8,5 x 10-17

dove s è la concentrazione di ogni ione allequilibrio. Ora risolvi per s:

s2 = 8.5 x 10-17

s = \ sqrt {8.5 \ times 10 ^ {- 17}}

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

La solubilità molare di AgI è 9,0 x 10-9 mol / L.

Esempio 2:

La solubilità i prodotti per il carbonato di cadmio (CdCO3) e il carbonato dargento (Ag2CO3) sono quasi esattamente gli stessi. Confronta le loro solubilità molari in acqua a 25 ° C.

Soluzione:

Per carbonato di cadmio:

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

Per il carbonato dargento, lespressione è leggermente diversa. Poiché ogni mole di sale produce due moli di ioni Ag +, il valore di Ag + è 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

Sebbene il carbonato di cadmio e il carbonato dargento abbiano quasi gli stessi prodotti di solubilità, le loro solubilità in mol / L differiscono di un fattore 100. La solubilità del carbonato dargento è sensibile al quadrato di la concentrazione di ioni metallici perché due ioni dargento per ione carbonato sono necessari per costruire il cristallo solido. Pertanto, la forma dellespressione del prodotto di solubilità è diversa.

Solubilità relativa

Se i composti hanno solubilità diverse, o solubilità relative, possono essere separati. Ad esempio, nel processo di estrazione, gli scienziati prendono qualcosa disciolto in un liquido e lo costringono a dissolversi in un altro liquido. La caffeina deve essere estratta dai chicchi di caffè per essere utilizzata in bevande come la soda. Tipicamente, la caffeina viene sciolta in anidride carbonica che è stata riscaldata a oltre 300 K e pressurizzata a 73 atm, rendendola liquida. Quindi, la temperatura viene abbassata (abbassando la solubilità della caffeina nellanidride carbonica) e viene aggiunta acqua. Il sistema può raggiungere lequilibrio. Poiché la caffeina è più solubile in acqua che in anidride carbonica, la maggior parte di essa va nellacqua.

Una tecnica chiamata cromatografia su carta sfrutta anche le solubilità relative dei composti. Nella cromatografia su carta, una piccola quantità della miscela viene posta sulla carta a circa 1 cm dal bordo. Quindi, la carta viene sospesa in una piccola quantità di solvente in un contenitore chiuso. Quando il solvente solleva la carta, i componenti nella miscela si separano in base alla relativa solubilità. Quando il solvente si avvicina alla parte superiore, viene fatto un segno per registrare il livello e la carta viene rimossa e asciugata.Alcuni componenti sono colorati e possono essere visti ad occhio nudo, ma alcuni devono essere colorati o irradiati con una lampada a raggi ultravioletti. Il soluto si muoverà sempre alla stessa frazione della distanza del solvente fintanto che la temperatura viene mantenuta costante. La distanza percorsa dal soluto in un particolare solvente può essere utilizzata per identificare il composto.