В химията разтворимостта се използва за описване на свойствата на твърди съединения, които се смесват и напълно се разтварят с течност, без да оставят неразтворими частици. Само йонизирани (заредени) съединения могат да се разтварят. За удобство можете просто да запомните няколко правила или да се обърнете към списък, за да видите дали повечето твърди съединения ще останат твърди, когато се поставят във вода или ще се разтворят в големи количества. Всъщност някои молекули ще се разтворят, дори ако не виждате промяната. За да може експериментът да се проведе с точност, трябва да знаете как да изчислите количеството, което се разтваря.
Стъпка
Метод 1 от 2: Използване на бързи правила
Стъпка 1. Изучете йонните съединения
Обикновено всеки атом има определен брой електрони. Понякога обаче атомите печелят или губят електрони. Резултатът е а йон която е заредена с електричество. Когато отрицателно зареденият йон (с един допълнителен електрон) срещне положително зареден йон (губи електрон), двата йона се свързват заедно като положителния и отрицателния полюс на магнит, произвеждайки йонно съединение.
- Отрицателно заредени йони се наричат анион, докато положително зареденият йон се нарича катион.
- При нормални обстоятелства броят на електроните е равен на броя на протоните в атома, като по този начин се отрича неговият електрически заряд.
Стъпка 2. Разберете темата за разтворимостта
Водни молекули (Н2О) има необичайна структура, подобна на магнит. Единият край е с положителен заряд, а другият е с отрицателен заряд. Когато йонно съединение се постави във вода, водният "магнит" ще го заобиколи и ще се опита да привлече и раздели положителните и отрицателните йони. Връзките в някои йонни съединения не са много силни. Такова съединение разтворим във вода защото водата ще отдели йони и ще ги разтвори. Някои други съединения имат по -силни връзки, така че не се разтваря във вода въпреки че е заобиколен от водни молекули.
Различни други съединения имат вътрешни връзки, които са също толкова силни, колкото силата, която водата привлича молекулите. Такива съединения се наричат слабо разтворим във вода тъй като голяма част от съединението се привлича от вода, но останалата част все още е слета.
Стъпка 3. Научете правилата за разтворимостта
Междуатомните взаимодействия са доста сложни. Съединения, които са разтворими или неразтворими във вода, не могат просто да се видят интуитивно. Намерете първия йон в съединението, което да търсите в списъка по -долу, за да определите поведението му. След това проверете за изключения, за да се уверите, че вторият йон няма някакви необичайни взаимодействия.
- Например, за да проверите стронциев хлорид (SrCl2), потърсете Sr или Cl в стъпките с удебелен шрифт по -долу. Cl е "обикновено водоразтворим", затова проверете следващия за изключения. Sr не е включен в изключението, така че SrCl2 определено разтворим във вода.
- Най -често срещаните изключения от всяко правило са изброени по -долу. Има няколко други изключения, но те вероятно няма да бъдат намерени в лаборатория или като цяло по химия.
Стъпка 4. Съединенията могат да се разтварят, ако съдържат алкални метали, включително Li+, Na+, К+, Rb+, и Cs+.
Тези елементи са известни също като елементи от група IA: литий, натрий, калий, рубидий и цезий. Почти всички съединения, съдържащи един от тези йони, са разтворими във вода.
-
Изключение:
Ли3PO4 неразтворим във вода.
Стъпка 5. НЕ. Съединения3-, ° С2З3О2-, НЕ2-, ClO3-и ClO4- разтворим във вода.
Имената са съответно нитратни, ацетатни, нитритни, хлоратни и перхлоратни йони. Имайте предвид, че ацетатът често се съкращава до OAC.
-
Изключение:
Ag (OAc) (сребърен ацетат) и Hg (OAc)2 (живачен ацетат) е неразтворим във вода.
- AgNO2- и KClO4- само „слабо разтворим във вода“.
Стъпка 6. Cl. Съединения-, Бр-, и аз- обикновено слабо разтворим във вода.
Хлоридните, бромидните и йодидните йони винаги образуват водоразтворими съединения, наречени халогенидни соли.
-
Изключение:
Ако един от тези йони свързва сребърния йон Ag+, живак Hg22+, или олово Pb2+, полученото съединение е неразтворимо във вода. Същото важи и за по -рядко срещаното съединение, а именно двойката Cu+ и талий Tl+.
Стъпка 7. Съединения, съдържащи SO42- обикновено разтворим във вода.
Сулфатният йон обикновено образува водоразтворими съединения, но има някои изключения.
-
Изключение:
Сулфатният йон образува неразтворими съединения във вода със: стронций Sr2+, барий Ba2+, олово Pb2+, сребро Ag+, калций Са2+, радий Ra2+, и двуатомно сребро Ag22+. Имайте предвид, че сребърен сулфат и калциев сулфат са достатъчно разтворими, че някои ги наричат леко водоразтворими.
Стъпка 8. Съединения, съдържащи ОН- или S.2- неразтворим във вода.
Йоните по -горе са наречени хидроксид и сулфид.
-
Изключение:
Спомнете си за алкалните метали (групи I-A) и колко лесно йони от елементи в тези групи образуват водоразтворими съединения? Ли+, Na+, К+, Rb+, и Cs+ ще образуват водоразтворими съединения с хидроксидни или сулфидни йони. В допълнение, хидроксидите също образуват водоразтворими соли с алкалоземни йони (група II-A): калций Ca2+, стронций Sr2+, и барий Ba2+. Имайте предвид, че съединенията, произведени от хидроксиди и алкалоземни, все още имат достатъчно молекули, свързани заедно, че понякога се наричат „слабо разтворими във вода“.
Стъпка 9. Съединения, съдържащи CO32- или PO43- неразтворим във вода.
Още една проверка за карбонатни и фосфатни йони. Вече трябва да знаете какво ще се случи със съединението на йони.
-
Изключение:
Тези йони образуват водоразтворими съединения с алкални метали, а именно Li+, Na+, К+, Rb+, и Cs+, както е амониевият NH4+.
Метод 2 от 2: Изчисляване на разтворимостта чрез Ksp
Стъпка 1. Намерете константата на разтворимост на продукта Кsp.
Всяко съединение има различна константа, ще трябва да го потърсите в таблица в учебника си или онлайн. Тъй като стойностите се определят експериментално, различните таблици могат да показват различни константи. Силно се препоръчва да използвате таблиците в учебника, ако ги имате. Освен ако не е посочено друго, повечето таблици приемат, че температурата е 25ºC.
Например, ако разтвореното е оловен йодид PbI2, напишете константата на разтворимост на продукта. Когато се позовавате на таблицата на bilbo.chm.uri.edu, използвайте константата 7, 1 × 10–9.
Стъпка 2. Запишете химичното уравнение
Първо, определете процеса, чрез който съединението се разделя на йони, когато се разтвори. След това напишете химическото уравнение с Ksp от едната страна и съставните йони от другата.
- Например, молекула на PbI2 разделени на Pb йони2+, Аз-, и I. йони-. (Трябва само да знаете или да търсите заряда на един йон, защото съединението като цяло има неутрален заряд.)
- Напишете уравнението 7, 1 × 10–9 = [Pb2+] [Аз-]2
Стъпка 3. Променете уравнението, за да използвате променлива
Препишете уравнението като прост алгебричен проблем, като използвате знания за броя на молекулите и йоните. В това уравнение x е броят на разтворимите съединения. Препишете променливите, които представляват броя на всеки йон в x форма.
- В този пример уравнението се преписва като 7, 1 × 10–9 = [Pb2+] [Аз-]2
- Тъй като има един оловен йон (Pb2+) в съединението броят на молекулите на разтвореното съединение е равен на броя на свободните оловни йони. Сега можем да напишем [Pb2+] срещу х.
- Тъй като има два йодни йона (I-) за всеки оловен йон броят на йодните атоми може да бъде записан като 2x.
- Сега уравнението е 7, 1 × 10–9 = (x) (2x)2
Стъпка 4. Вземете под внимание други йони, които обикновено присъстват, ако е възможно
Пропуснете тази стъпка, ако съединението се разтвори в чиста вода. Когато съединението се разтвори в разтвор, който вече съдържа един или повече от съставните йони ("обикновени йони"), неговата разтворимост ще се увеличи значително. Общият йонен ефект се вижда най -добре в съединения, които са до голяма степен неразтворими във вода. В този случай може да се предположи, че повечето от равновесните йони идват от йони, които вече присъстват в разтвора. Препишете уравнението за реакцията, за да включите известната моларна концентрация (молове на литър или М) на йона, който вече присъства в разтвора, като по този начин замените стойността на x, използвана за йона.
Например, ако съединението оловен йодид се разтваря в разтвор, съдържащ 0,2 М оловен хлорид (PbCl2) тогава уравнението ще бъде 7, 1 × 10–9 = (0, 2M+x) (2x)2. След това, тъй като 0.2 М е по -концентрирана концентрация от х, уравнението може да бъде пренаписано като 7.1 × 10–9 = (0, 2M) (2x)2.
Стъпка 5. Решете уравнението
Решете x, за да разберете колко разтворимо съединението е във вода. Тъй като константата на разтворимост вече е установена, отговорът е по отношение на броя молове на съединението, разтворено на литър вода. Може да се нуждаете от калкулатор, за да изчислите окончателния отговор.
- Следният отговор е за разтворимост в чиста вода, без обикновените йони.
- 7, 1×10–9 = (x) (2x)2
- 7, 1×10–9 = (x) (4x2)
- 7, 1×10–9 = 4x3
- (7, 1×10–9) 4 = х3
- x = ((7, 1 × 10–9) ÷ 4)
- x = 1, 2 x 10-3 молове на литър ще се разтворят. Това количество е толкова малко, че по същество е неразтворимо във вода.
