학습 목표
- 물에서 화합물의 몰 용해도와 화합물의 상대 몰 용해도 계산
요점
- 물질의 용해도 곱 (Ksp)은 평형 상태의 농도 비율입니다.
- 화합물의 몰 용해도는 용해도 곱에서 직접 계산할 수 있습니다.
- 두 화합물의 용해도 곱이 비슷하더라도 몰 용해도는 매우 다를 수 있습니다.
- 과학자들은 화합물의 상대적 용해도를 이용하여 화합물을 분리하거나 식별합니다.
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Terms
- literA 비 SI 미터법 단위는 1 입방 데시 미터 (dm3), 1,000 입방 센티미터 ( cm3) 또는 1 / 1,000 입방 미터 (m3)
- 몰 용해도 분해 될 수있는 물질 (용질)의 몰 수 용액이 포화되기 전에 용액 리터당 lved.
- 포화 주어진 온도에서 일반적으로 용해 될 수있는 모든 용질을 포함합니다.
- 포화 용액 용매가 더 이상 용해되지 않는 것 특정 온도에서 특정 용질.
몰 용해도
물질의 용해도 곱 (Ksp)은 평형 상태에서의 농도 비율입니다. 용해도 생성물과 직접적으로 관련된 몰 용해도는 용액이 포화되기 전에 용액 1 리터당 용해 될 수있는 용질의 몰수입니다. 용액이 포화되면 추가 용질이 용액에서 침전됩니다. 단위는 몰 농도 (M) 또는 몰 리터 -1 (mol / L)입니다.
몰 용해도 계산
몰 용해도와 용해도 곱 사이의 관계는 다른 것을 찾는 데 사용됩니다.
예 1 :
AgI의 Ksp는 25 ° C에서 8.5 x 10-17입니다. 몰 용해도는 얼마입니까? (s = 물에 대한 화합물의 용해도, 일반적으로 ICE 표에서 x로 정의됩니다.)
해결 방법 :
반응에 대한 균형 방정식은 다음과 같습니다.
AgI (s) \ leftrightarrow Ag ^ + (aq) + I ^-(aq)
Ksp의 공식은 다음과 같습니다.
Ksp =
Ksp = s2 = 8.5 x 10-17
여기서 s는 평형 상태에서 각 이온의 농도입니다. 이제 s를 구합니다.
s2 = 8.5 x 10-17
s = \ sqrt {8.5 \ times 10 ^ {-17}}
s = 9.0 x 10-9 mol / L
AgI의 몰 용해도는 9.0 x 10-9 mol / L입니다.
예 2 :
용해도 탄산 카드뮴 (CdCO3)과 탄산은 (Ag2CO3) 제품은 거의 동일합니다. 25 ° C의 물에서 몰 용해도를 비교합니다.
솔루션 :
탄산 카드뮴의 경우 :
CdCO_3 (s) \ leftrightarrow Cd ^ {2+} (수성) + CO_3 \ ^ {2+} (수성)
Ksp =
s2 = 5.2 x 10-12
s = 2.3 x 10- 6 mol / L
탄산은은 표현이 약간 다릅니다. 소금의 각 몰은 2 몰의 Ag + 이온을 생성하므로 Ag +의 값은 2s입니다.
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
탄산 카드뮴과 탄산은은 거의 동일한 용해도 생성물을 가지고 있지만, mol / L 단위의 용해도는 100 배만큼 다릅니다. 탄산은의 용해도는 다음의 제곱에 민감합니다. 금속 이온 농도는 탄산 이온 당 2 개의은 이온이 고체 결정을 만들기 위해 필요하기 때문입니다. 따라서 용해도 곱 표현의 형태가 다릅니다.
상대 용해도
화합물이 용해도 또는 상대 용해도가 다른 경우 분리 할 수 있습니다. 예를 들어, 추출 과정에서 과학자들은 한 액체에 녹인 것을 취하여 다른 액체에 녹이도록 강제합니다. 탄산 음료와 같은 음료에 사용하려면 커피 원두에서 카페인을 추출해야합니다. 일반적으로 카페인은 300K 이상으로 가열 된 이산화탄소에 용해되고 73 기압으로 가압되어 액체가됩니다. 그런 다음 온도를 낮추고 (이산화탄소에서 카페인의 용해도를 낮춤) 물을 첨가합니다. 시스템은 평형에 도달 할 수 있습니다. 카페인은 이산화탄소보다 물에 더 잘 용해되기 때문에 대부분은 물에 녹습니다.
종이 크로마토 그래피라고하는 기술은 화합물의 상대적 용해도를 활용합니다. 종이 크로마토 그래피에서 소량의 혼합물을 가장자리에서 약 1cm 떨어진 종이 위에 놓습니다. 그런 다음 종이는 밀폐 된 용기에 소량의 용매에 현탁됩니다. 용매가 종이 위로 올라감에 따라 혼합물의 성분은 상대적 용해도에 따라 분리됩니다. 솔벤트가 상단에 가까워지면 레벨을 기록하기위한 표시가 만들어지고 용지가 제거되고 건조됩니다.일부 구성 요소는 착색되어 육안으로 볼 수 있지만 일부 구성 요소는 염색하거나 자외선 램프로 조사해야합니다. 온도가 일정하게 유지되는 한 용질은 항상 용매 거리의 동일한 비율로 이동합니다. 특정 용매에서 용질이 이동하는 거리를 사용하여 화합물을 식별 할 수 있습니다.
