Introdução à química

Termos

• litro Um sistema métrico não SI unidade de volume igual a 1 decímetro cúbico (dm3), 1.000 centímetros cúbicos ( cm3) ou 1 / 1.000 metros cúbicos (m3)
• solubilidade molar O número de moles de uma substância (o soluto) que pode ser dissidente lved por litro de solução antes de a solução se tornar saturada.
• saturadaContendo todo o soluto que pode normalmente ser dissolvido em uma determinada temperatura.
• solução saturadaUma na qual o solvente não pode dissolver mais de um soluto específico a uma temperatura particular.

Solubilidade molar

O produto de solubilidade de uma substância (Ksp) é a proporção das concentrações no equilíbrio. A solubilidade molar, que está diretamente relacionada ao produto de solubilidade, é o número de moles do soluto que podem ser dissolvidos por litro de solução antes que a solução se torne saturada. Uma vez que a solução está saturada, qualquer soluto adicional precipita para fora da solução. As unidades são molaridade (M), ou litro molar-1 (mol / L).

Calculando a solubilidade molar

A relação entre a solubilidade molar e o produto de solubilidade significa que se pode ser usado para encontrar o outro.

Exemplo 1:

O Ksp para AgI é 8,5 x 10-17 a 25 ° C. Qual é a solubilidade molar? (Seja s = a solubilidade do composto em água, geralmente definida como x em uma tabela ICE.)

Solução:

A equação balanceada para a reação é:

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

A fórmula para Ksp é:

Ksp =

Ksp = s2 = 8,5 x 10-17

onde s é a concentração de cada íon em equilíbrio. Agora, resolva para s:

s2 = 8,5 x 10-17

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

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

A solubilidade molar do AgI é 9,0 x 10-9 mol / L.

Exemplo 2:

A solubilidade produtos para carbonato de cádmio (CdCO3) e carbonato de prata (Ag2CO3) são quase exatamente os mesmos. Compare suas solubilidades molares em água a 25 ° C.

Solução:

Para carbonato de cádmio:

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

Para carbonato de prata, a expressão é ligeiramente diferente. Uma vez que cada mol de sal produz dois moles de íons Ag +, o valor de Ag + é 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

Embora o carbonato de cádmio e o carbonato de prata tenham quase os mesmos produtos de solubilidade, suas solubilidades em mol / L diferem por um fator de 100. A solubilidade do carbonato de prata é sensível ao quadrado de a concentração de íons metálicos porque dois íons de prata por íon de carbonato são necessários para construir o cristal sólido. Portanto, a forma da expressão do produto de solubilidade é diferente.

Solubilidade relativa

Se os compostos têm diferentes solubilidades, ou solubilidades relativas, eles podem ser separados. Por exemplo, no processo de extração, os cientistas pegam algo dissolvido em um líquido e o forçam a se dissolver em outro líquido. A cafeína deve ser extraída dos grãos de café para ser usada em bebidas como refrigerantes. Normalmente, a cafeína é dissolvida em dióxido de carbono que foi aquecido a mais de 300 K e pressurizado a 73 atm, tornando-o um líquido. Em seguida, a temperatura é reduzida (diminuindo a solubilidade da cafeína no dióxido de carbono) e a água é adicionada. O sistema pode atingir o equilíbrio. Como a cafeína é mais solúvel em água do que em dióxido de carbono, a maior parte dela vai para a água.

Uma técnica chamada cromatografia em papel também tira proveito das solubilidades relativas dos compostos. Na cromatografia em papel, uma pequena quantidade da mistura é colocada no papel a aproximadamente 1 cm da borda. Em seguida, o papel é suspenso em uma pequena quantidade do solvente em um recipiente fechado. À medida que o solvente sobe pelo papel, os componentes da mistura se separam com base na solubilidade relativa. Conforme o solvente se aproxima do topo, uma marca é feita para registrar o nível e o papel é removido e seco.Alguns componentes são coloridos e podem ser vistos a olho nu, mas alguns precisam ser corados ou irradiados com uma lâmpada ultravioleta. O soluto sempre se moverá na mesma fração da distância do solvente, desde que a temperatura seja mantida constante. A distância que o soluto percorre em um determinado solvente pode ser usada para identificar o composto.