Učite li kemiju, ali ne razumijete baš konstantu umnoška topljivosti ili želite naučiti više o tome? Niste sigurni kako izračunati molarnu topljivost iz $K_s_p$? Konstanta topljivosti, ili $K_s_p$, važan je dio kemije, osobito kada radite s jednadžbama topljivosti ili analizirate topljivost različitih otopljenih tvari. Kada dobro shvatite $K_s_p$, na ta pitanja postaje puno lakše odgovoriti!
U ovom vodiču iz $K_s_p$ kemije objasnit ćemo definiciju $K_s_p$ kemije, kako je riješiti (s primjerima), koji čimbenici utječu na nju i zašto je važna. Na dnu ovog vodiča također imamo tablicu s vrijednostima $K_s_p$ za dugačak popis tvari kako biste lakše pronašli vrijednosti konstante topljivosti.
Što je $K_s_p$?
$K_s_p$ je poznat kao konstanta topljivosti ili produkt topljivosti. To je konstanta ravnoteže koja se koristi za jednadžbe kada se kruta tvar otapa u tekućini/vodenoj otopini. Podsjetimo, otopljena tvar (ono što se otapa) smatra se topljivom ako se više od 1 grama može potpuno otopiti u 100 ml vode.
$K_s_p$ se koristi za otopljene tvari koje su samo slabo topljiv i ne otapa se potpuno u otopini. (Otopljena tvar je netopljiv ako se ništa ili gotovo ništa od toga ne otopi u otopini.) $K_s_p$ predstavlja koliko će se otopljene tvari otopiti u otopini.
Vrijednost $K_s_p$ varira ovisno o otopljenoj tvari. Što je tvar topljivija, to je njezina $K_s_p$ kemijska vrijednost veća. A koje su jedinice $K_s_p$? Zapravo, nema jedinicu! Vrijednost $K_s_p$ nema jedinica jermolarne koncentracije reaktanata i produkata su različite za svaku jednadžbu. To bi značilo da bi jedinica $K_s_p$ bila drugačija za svaki problem i da bi ju bilo teško riješiti, pa da bi to učinili jednostavnijim, kemičari općenito potpuno izbacuju jedinice $K_s_p$. Kako lijepo od njih!
Kako izračunati $K_s_p$?
U ovom odjeljku objašnjavamo kako napisati $K_s_p$ kemijske izraze i kako riješiti vrijednost $K_s_p$. Za većinu satova kemije rijetko ćete trebati riješiti vrijednost $K_s_p$; većinu vremena ćete zapisivati izraze ili koristiti $K_s_p$ vrijednosti za rješavanje topljivost (što objašnjavamo kako učiniti u odjeljku Zašto je $K_s_p$ važan).
Pisanje $K_s_p$ izraza
Ispod je jednadžba produkta topljivosti koju prate četiri $K_s_p$ kemijska problema tako da možete vidjeti kako napisati $K_s_p$ izraze.
Za reakciju $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
Izraz topljivosti je $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
Prva jednadžba poznata je kao jednadžba disocijacije, a druga je uravnoteženi $K_s_p$ izraz.
cast string kao int java
Za ove jednadžbe:
- A i B predstavljaju različite ione i čvrste tvari. U ovim jednadžbama oni se također nazivaju 'proizvodima'.
- a i b predstavljaju koeficijente koji se koriste za uravnoteženje jednadžbe
- (aq) i (s) označavaju u kojem je stanju proizvod (vodeno ili kruto)
- Zagrade označavaju molarnu koncentraciju. Dakle [AgCl] predstavlja molarnu koncentraciju AgCl.
Kako biste ispravno napisali $K_s_p$ izraze, morate dobro poznavati kemijska imena, poliatomske ione i naboje povezane sa svakim ionom. Također, ključna stvar koje treba imati na umu kod ovih jednadžbi je da je svaka koncentracija (predstavljena uglatim zagradama) podignuta na potenciju svog koeficijenta u uravnoteženom $K_s_p$ izrazu.
Pogledajmo nekoliko primjera.
Primjer 1
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
U ovom problemu, ne zaboravite kvadrirati Br u $K_s_p$ jednadžbi. To činite zbog koeficijenta 2 u jednadžbi disocijacije.
Primjer 2
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
Primjer 3
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
Primjer 4
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
instanceof
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
Rješavanje za $K_s_p$ s topljivošću
Kako biste izračunali vrijednost za $K_s_p$, trebate imati vrijednosti molarne topljivosti ili ih moći pronaći.
Pitanje: Odredite $K_s_p$ AgBr (srebrov bromid) s obzirom da je njegova molarna topljivost 5,71 x ^{¯}^7$ mola po litri.
Prvo moramo napisati dvije jednadžbe.
AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
Budući da u ovom problemu rješavamo stvarnu vrijednost $K_s_p$, ubacujemo vrijednosti topljivosti koje smo dobili:
$K_s_p$ = (5,71 x ^{¯}^7$) (5,71 x ^{¯}^7$) = 3,26 x ^{¯}^13$
Vrijednost $K_s_p$ je 3,26 x ^{¯}^13$
Koji čimbenici utječu na $K_s_p$?
U ovom odjeljku raspravljamo o glavnim čimbenicima koji utječu na vrijednost konstante topljivosti.
Temperatura
Većina otopljenih tvari postaje topljivija u tekućini kako se temperatura povećava. Ako želite dokaz, pogledajte koliko se dobro miješa instant kava u šalici hladne vode u usporedbi sa šalicom vruće vode. Temperatura utječe na topljivost i krutih tvari i plinova ali nije utvrđeno da ima definiran utjecaj na topljivost tekućina.
Pritisak
Tlak također može utjecati na topljivost, ali samo za plinove koji su u tekućinama. Henryjev zakon kaže da je topljivost plina izravno proporcionalna parcijalnom tlaku plina.
Henryjev zakon je napisan kao str = kc , gdje
- str je parcijalni tlak plina iznad tekućine
- k je konstanta Henryjevog zakona
- c je koncentracija plina u tekućini
Henryjev zakon pokazuje da, kako se parcijalni tlak smanjuje, koncentracija plina u tekućini također opada, što zauzvrat smanjuje topljivost. Dakle, manji tlak rezultira manjom topljivošću, a veći tlak rezultira većom topljivošću.
Možete vidjeti Henryjev zakon na djelu ako otvorite limenku soka. Kada je limenka zatvorena, plin je pod većim pritiskom i ima puno mjehurića jer je puno plina otopljeno. Kada otvorite limenku, pritisak se smanjuje i, ako ostavite sodu da odstoji dovoljno dugo, mjehurići će na kraju nestati jer se topivost smanjila i više nisu otopljeni u tekućini (izbili su iz pića). .
Veličina molekule
Općenito, otopljene tvari s manjim molekulama su topljivije od onih s molekulama česticama. Otapalu je lakše okružiti manje molekule, tako da se te molekule mogu otopiti brže od većih molekula.
Zašto je $K_s_p$ važan?
Zašto je bitna konstanta topljivosti? Ispod su tri ključna trenutka kada ćete morati upotrijebiti $K_s_p$ kemiju.
Odrediti topljivost otopljenih tvari
Pitate se kako izračunati molarnu topljivost iz $K_s_p$? Poznavanje vrijednosti $K_s_p$ omogućuje vam da pronađete topljivost različitih otopljenih tvari. Evo primjera: $K_s_p$ vrijednost $Ag_2SO_4$, srebrnog sulfata, je 1,4×^{–}^5$. Odredite molarnu topljivost.
Prvo moramo napisati jednadžbu disocijacije: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
Zatim uključujemo vrijednost $K_s_p$ kako bismo stvorili algebarski izraz.
1,4×^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1,4×^{–}^5$= x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1,5x^{-}^2$ mil.
x$= [$Ag^{+}$]=3,0x^{-}^2$ M
Predvidjeti hoće li doći do stvaranja taloga u reakcijama
Kada znamo $K_s_p$ vrijednost otopljene tvari, možemo shvatiti hoće li doći do taloga ako se pomiješa otopina njegovih iona. Ispod su dva pravila koja određuju stvaranje taloga.
- Ionski produkt > $K_s_p$ tada će doći do oborine
- Ionski proizvod<$K_s_p$ then precipitation will not occur
Za razumijevanje uobičajenog ionskog učinka
$K_s_p$ također je važan dio zajedničkog ionskog učinka. Učinak zajedničkog iona kaže da kada se pomiješaju dvije otopine koje dijele zajednički ion, otopljena tvar s manjom vrijednošću $K_s_p$ prva će se istaložiti.
Na primjer, recimo da su BiOCl i CuCl dodani otopini. Oba sadrže ione $Cl^{-}$. BiOCl $K_s_p$ vrijednost je 1,8×^{–}^31$, a CuCl $K_s_p$ vrijednost je 1,2×^{–}^6$. BiOCl ima manju $K_s_p$ vrijednost, pa će se istaložiti prije CuCl.
Tablica konstanti proizvoda topivosti
Dolje je grafikon koji prikazuje vrijednosti $K_s_p$ za mnoge uobičajene tvari. Vrijednosti $K_s_p$ odnose se na temperaturu tvari od oko 25 stupnjeva Celzijusa, što je standard. Budući da su vrijednosti $K_s_p$ tako male, može doći do manjih razlika u njihovim vrijednostima ovisno o tome koji izvor koristite. Podaci u ovom grafikonu dolaze sa Sveučilišta Rhode Island Zavod za kemiju .
| Supstanca | Formula | $K_s_p$ Vrijednost |
| Aluminijev hidroksid | $Al(OH)_3$ | 1,3×^{–}^33$ |
| Aluminijev fosfat | $AlPO_4$ | 6,3×^{–}^19$ |
| Barijev karbonat | $BaCO_3$ | 5,1×^{–}^9$ |
| Barijev kromat | $BaCrO_4$ | 1,2×^{–}^10$ |
| Barijev fluorid | $BaF_2$ | 1,0×^{–}^6$ |
| Barijev hidroksid | $Ba(OH)_2$ | 5×^{–}^3$ |
| Barijev sulfat | $BaSO_4$ | 1,1×^{–}^10$ |
| Barijev sulfit | $BaSO_3$ | 8×^{–}^7$ |
| Barijev tiosulfat | $BaS_2O_3$ | 1,6×^{–}^6$ |
| Bizmutil klorid | $BiOCl$ | 1,8×^{–}^31$ |
| Bizmutil hidroksid | $BiOOH$ | 4×^{–}^10$ |
| Kadmijev karbonat | $CdCO_3$ | 5,2×^{–}^12$ |
| Kadmijev hidroksid | $Cd(OH)_2$ | 2,5×^{–}^14$ |
| Kadmijev oksalat | $CdC_2O_4$ | 1,5×^{–}^8$ |
| Kadmijev sulfid | $CdS$ | 8×^{–}^28$ |
| Kalcijev karbonat | $CaCO_3$ | 2,8×^{–}^9$ |
| Kalcijev kromat | $CaCrO_4$ | 7,1×^{–}^4$ |
| Kalcijev fluorid | $CaF_2$ | 5,3×^{–}^9$ |
| Kalcij hidrogen fosfat | $CaHPO_4$ | 1×^{–}^7$ |
| Kalcijev hidroksid | $Ca(OH)_2$ | 5,5×^{–}^6$ |
| Kalcijev oksalat | $CaC_2O_4$ | 2,7×^{–}^9$ |
| Kalcijev fosfat | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2,0×^{–}^29$ |
| Kalcijev sulfat | $CaSO_4$ | 9,1×^{–}^6$ |
| Kalcijev sulfit | $CaSO_3$ | 6,8×^{–}^8$ |
| Krom (II) hidroksid | $Cr(OH)_2$ | 2×^{–}^16$ |
| Krom (III) hidroksid | $Cr(OH)_3$ | 6,3×^{–}^31$ |
| Kobaltov (II) karbonat | $CoCO_3$ | 1,4×^{–}^13$ |
| Kobaltov (II) hidroksid | $Co(OH)_2$ | 1,6×^{–}^15$ |
| Kobaltov (III) hidroksid | $Co(OH)_3$ | 1,6×^{–}^44$ |
| Kobaltov (II) sulfid | $CoS$ | 4×^{–}^21$ |
| Bakar (I) klorid | $CuCl$ | 1,2×^{–}^6$ |
| Bakar (I) cijanid | $CuCN$ | 3,2×^{–}^20$ |
| Bakar (I) jodid | $CuI$ | 1,1×^{–}^12$ |
| Bakar (II) arsenat | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7,6×^{–}^36$ |
| Bakar (II) karbonat | $CuCO_3$ | 1,4×^{–}^10$ |
| Bakar (II) kromat | $CuCrO_4$ | 3,6×^{–}^6$ |
| Bakar (II) ferocijanid | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1,3×^{–}^16$ |
| Bakar (II) hidroksid | $Cu(OH)_2$ | 2,2×^{–}^20$ |
| Bakar (II) sulfid | $CuS$ | 6×^{–}^37$ |
| Željezo (II) karbonat | $FeCO_3$ | 3,2×^{–}^11$ |
| Željezo (II) hidroksid | $Fe(OH)_2$ | 8,0^{–}^16$ |
| Željezo (II) sulfid | $FeS$ | 6×^{–}^19$ |
| Željezni (III) arsenat | $FeAsO_4$ | 5,7×^{–}^21$ |
| Željezov (III) ferocijanid | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3,3×^{–}^41$ |
| Željezov (III) hidroksid | $Fe(OH)_3$ | 4×^{–}^38$ |
| Željezo (III) fosfat | $FePO_4$ | 1,3×^{–}^22$ |
| Olovni (II) arsenat | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×^{–}^6$ |
| Olovo (II) azid | $Pb(N_3)_2$ | 2,5×^{–}^9$ |
| Olovni (II) bromid | $PbBr_2$ | 4,0×^{–}^5$ |
| Olovni (II) karbonat | $PbCO_3$ | 7,4×^{–}^14$ |
| Olovni (II) klorid | $PbCl_2$ | 1,6×^{–}^5$ |
| Olovni (II) kromat | $PbCrO_4$ | 2,8×^{–}^13$ |
| Olovni (II) fluorid | $PbF_2$ | 2,7×^{–}^8$ |
| Olovni (II) hidroksid | $Pb(OH)_2$ | 1,2×^{–}^15$ |
| Olovni (II) jodid | $PbI_2$ | 7,1×^{–}^9$ |
| Olovni (II) sulfat | $PbSO_4$ | 1,6×^{–}^8$ |
| Olovni (II) sulfid | $PbS$ | 3×^{–}^28$ |
| Litijev karbonat | $Li_2CO_3$ | 2,5×^{–}^2$ |
| Litijev fluorid | $LiF$ | 3,8×^{–}^3$ |
| Litijev fosfat | $Li_3PO_4$ | 3,2×^{–}^9$ |
| Magnezijev amonijev fosfat | $MgNH_4PO_4$ | 2,5×^{–}^13$ |
| Magnezijev arsenat | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×^{–}^20$ |
| Magnezijev karbonat | $MgCO_3$ | 3,5×^{–}^8$ |
| Magnezijev fluorid | $MgF_2$ | 3,7×^{–}^8$ |
| Magnezijev hidroksid | $Mg(OH)_2$ | 1,8×^{–}^11$ |
| Magnezijev oksalat | $MgC_2O_4$ | 8,5×^{–}^5$ |
| Magnezijev fosfat | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×^{–}^25$ |
| Mangan (II) karbonat | $MnCO_3$ | 1,8×^{–}^11$ |
| Mangan (II) hidroksid | $Mn(OH)_2$ | 1,9×^{–}^13$ |
| Mangan (II) sulfid | $MnS$ | 3×^{–}^14$ |
| Živin (I) bromid | $Hg_2Br_2$ | 5,6×^{–}^23$ |
| Živin (I) klorid | $Hg_2Cl_2$ | 1,3×^{–}^18$ |
| Živin (I) jodid | $Hg_2I_2$ | 4,5×^{–}^29$ |
| Živin (II) sulfid | $HgS$ | 2×^{–}^53$ |
| Nikal (II) karbonat | $NiCO_3$ | 6,6×^{–}^9$ |
| Nikal (II) hidroksid | $Ni(OH)_2$ | 2,0×^{–}^15$ |
| Nikal (II) sulfid | $NiS$ | 3×^{–}^19$ |
| Skandijev fluorid | $ScF_3$ | 4,2×^{–}^18$ |
| Skandijev hidroksid | $Sc(OH)_3$ | 8,0×^{–}^31$ |
| Srebrni acetat | $Ag_2CH_3O_2$ | 2,0×^{–}^3$ |
| Srebrni arsenat | $Ag_3AsO_4$ | 1,0×^{–}^22$ |
| Srebrni azid | $AgN_3$ | 2,8×^{–}^9$ |
| Srebrni bromid | $AgBr$ | 5,0×^{–}^13$ |
| Srebrni klorid | $AgCl$ | 1,8×^{–}^10$ |
| Srebrni kromat | $Ag_2CrO_4$ | 1,1×^{–}^12$ |
| Srebrni cijanid | $AgCN$ | 1,2×^{–}^16$ |
| Srebrni jodat | $AgIO_3$ | 3,0×^{–}^8$ |
| Srebrni jodid | $AgI$ | 8,5×^{–}^17$ |
| Srebrni nitrit | $AgNO_2$ | 6,0×^{–}^4$ |
| Srebrni sulfat | $Ag_2SO_4$ | 1,4×^{–}^5$ |
| Srebrni sulfid | $At_2S$ | 6×^{–}^51$ |
| Srebrni sulfit | $Ag_2SO_3$ | 1,5×^{–}^14$ |
| Srebro tiocijanat | $AgSCN$ | 1,0×^{–}^12$ |
| Stroncijev karbonat | $SrCO_3$ | 1,1×^{–}^10$ |
| Stroncijev kromat | $SrCrO_4$ | 2,2×^{–}^5$ |
| Stroncijev fluorid | $SrF_2$ | 2,5×^{–}^9$ |
| Stroncijev sulfat | $SrSO_4$ | 3,2×^{–}^7$ |
| Talijev (I) bromid | $TlBr$ | 3,4×^{–}^6$ |
| Talijev (I) klorid | $TlCl$ | 1,7×^{–}^4$ |
| Talijev (I) jodid | $TlI$ | 6,5×^{–}^8$ |
| Talijev (III) hidroksid | $Tl(OH)_3$ | 6,3×^{–}^46$ |
| Kositar (II) hidroksid | $Sn(OH)_2$ | 1,4×^{–}^28$ |
| Kositar (II) sulfid | $SnS$ | 1×^{–}^26$ |
| Cinkov karbonat | $ZnCO_3$ | 1,4×^{–}^11$ |
| Cinkov hidroksid | $Zn(OH)_2$ | 1,2×^{–}^17$ |
| Cinkov oksalat | $ZnC_2O_4$ | 2,7×^{–}^8$ |
| Cink fosfat | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9,0×^{–}^33$ |
| Cinkov sulfid | $ZnS$ | 2×^{–}^25$ |
Zaključak: $K_s_p$ Kemijski vodič
Što je $K_s_p$ u kemiji? Konstanta produkta topljivosti, ili $K_s_p$, važan je aspekt kemije pri proučavanju topljivosti različitih otopljenih tvari. $K_s_p$ predstavlja koliko će se otopljene tvari otopiti u otopini, a što je tvar topljivija, to je veća kemijska vrijednost $K_s_p$.
raspršivanje u strukturi podataka
Da biste izračunali konstantu umnoška topljivosti, prvo ćete morati napisati jednadžbu disocijacije i uravnoteženi $K_s_p$ izraz, zatim dodati molarne koncentracije, ako su vam dane.
Na konstantu topljivosti mogu utjecati temperatura, tlak i veličina molekule, a važna je za određivanje topljivosti, predviđanje hoće li se formirati talog i razumijevanje zajedničkog učinka iona.
Što je sljedeće?
Neutješno što ste završili s učenjem o konstanti topljivosti?Utopi svoje tuge naš potpuni vodič kroz 11 pravila topljivosti .
Tražite druge vodiče iz kemije?Ovdje saznajte kako uravnotežiti kemijske jednadžbe ili pročitajte ovih šest primjera fizikalnih i kemijskih promjena.
Pohađati kemiju u srednjoj školi?Sastavili smo nekoliko odličnih vodiča za učenje za AP Chem, IB Chemistry i NY State Chemistry Regents ispit.