Inhoud

• Stappen
• Wat je nodig hebt
• Advies
• Waarschuwing

In de chemie wordt oplosbaarheid gebruikt om de eigenschappen van een vaste verbinding te beschrijven wanneer deze volledig is opgelost in een vloeistof zonder onoplosbaar residu achter te laten. Alleen ionische verbindingen (geladen) zijn oplosbaar. In feite hoeft u maar een paar regels uit uw hoofd te leren of de literatuur op te zoeken om te weten of een ionische verbinding vast blijft wanneer deze aan water wordt toegevoegd of dat een grote hoeveelheid oplost. In feite lost een bepaald aantal moleculen op, zelfs als je geen verandering ziet, dus om het experiment nauwkeurig te laten zijn, moet je weten hoe je deze hoeveelheid opgeloste stof moet berekenen.

Stappen

Methode 1 van 2: Gebruik snelle regels

1. 

   Leer meer over ionische verbindingen. Elk atoom heeft meestal een bepaald aantal elektronen, maar soms krijgt of geeft het een elektron weg. Dit proces maakt het een ionen opgeladen. Wanneer een ion met een negatieve lading (overmaat van één elektron) een ion tegenkomt met een positieve lading (waarbij een elektron ontbreekt), zullen ze zich aan elkaar binden zoals de kathode en anode van twee magneten. Het resultaat vormt een ionische verbinding.
   • Ionen hebben een negatieve lading genaamd anionen, en ionen hebben een positieve lading genaamd kation.
   • Normaal gesproken is het aantal elektronen in een atoom gelijk aan het aantal protonen, dus het heeft geen lading.

2. 

   
   
   Begrijp oplosbaarheid. Watermolecuul (H.₂O) heeft een onregelmatige structuur waardoor het op een magneet lijkt: het ene uiteinde heeft een positieve lading en het andere uiteinde heeft een negatieve lading. Wanneer je een ionische verbinding in water doet, verzamelen deze water "magneten" zich eromheen en proberen de positieve en negatieve ionen uit elkaar te trekken.
   • Sommige ionische verbindingen worden niet erg goed geabsorbeerd, ze worden overwogen oplosbaar Omdat het zal scheiden en oplossen wanneer het aan water wordt toegevoegd. Andere verbindingen hebben sterkere banden onoplosbaar omdat de ionen stevig tot elkaar worden aangetrokken, ongeacht de aantrekkingskracht van het watermolecuul.
   • Sommige verbindingen hebben een bindende kracht die gelijk is aan de aantrekkingskracht van een watermolecuul. Ze worden overwogen enigszins oplosbaar omdat de meeste verbindingen zullen worden gescheiden, maar de rest zal nog steeds tot elkaar worden aangetrokken.

3. 

   
   
   Begrijp het principe van ontbinding. Omdat de interacties tussen atomen zo complex zijn, kun je niet volledig op intuïtie vertrouwen om te onderscheiden welke verbindingen wel of niet kunnen. Zoek het eerste ion in de verbinding op de onderstaande lijst op voor zijn algemene eigenschappen en controleer vervolgens op uitzonderingen om er zeker van te zijn dat het tweede ion er geen abnormale interactie mee heeft.
   • Om bijvoorbeeld strontiumchloride (SrCl₂), zoek dan naar Sr of Cl in de vetgedrukte stappen hieronder. Cl is "gewoonlijk oplosbaar", dus controleer op uitzonderingen eronder. Sr staat niet in de uitzonderingenlijst, dus SrCl₂ moet oplosbaar zijn.
   • De meest voorkomende uitzonderingen op elke regel staan ​​onder de regel. Er zijn andere uitzonderingen, maar het is onwaarschijnlijk dat deze optreden tijdens normale chemie of laboratoriumuren.

4. 

   
   
   Verbindingen zijn oplosbaar als ze alkalimetalen bevatten zoals Li, Na, K, Rb en ​​Cs. Deze metalen zijn ook bekend als Groep IA-elementen: lithium, natrium, kalium, rubidium en cesium. Bijna alle verbindingen die een van deze ionen bevatten, zijn oplosbaar.
   • Uitzondering: Li₃PO₄ onoplosbaar.

5. 

   GEEN verbindingen₃, C₂H.₃O₂, NEE₂, ClO₃ en ClO₄ zijn allemaal oplosbaar. De namen die overeenkomen met de bovenstaande ionen zijn nitraat, acetaat, nitriet, chloraat en perchloraat. Merk op dat acetaat vaak wordt afgekort als OAc.
   • Uitzondering: Ag (OAc) (zilveracetaat) en Hg (OAc)₂ (kwikacetaat) onoplosbaar.
   • AgNO₂ en KClO₄ slechts "licht gesmolten".

6. 

   De verbindingen van Cl, Br en I zijn gewoonlijk oplosbaar. Chloride-, bromide- en jodide-ionen vormen bijna altijd oplosbare verbindingen, halogeenzouten genaamd.
   • Uitzondering: Als een van de bovenstaande ionen wordt gecombineerd met zilverionen Ag, kwik Hg₂, of Pb-lood, onoplosbare verbindingen vormen. Hetzelfde geldt voor de minder voorkomende verbindingen die worden gevormd in combinatie met koper Cu en thali Tl.

7. 

   Verbindingen die SO bevatten₄ meestal oplosbaar. Sulfaationen vormen vaak oplosbare verbindingen, maar er zijn veel uitzonderingen.
   • Uitzondering: Sulfaationen vormen een onoplosbare verbinding met de volgende ionen: strontium Sr, barium Ba, lood Pb, zilver Ag, calcium Ca, radium Ra en zilveratomen van Ag₂. Merk op dat zilversulfaat en calciumsulfaat slechts matig oplosbaar zijn, dus sommigen beschouwen ze als enigszins oplosbaar.

8. 

   Stoffen die OH of S bevatten, zijn onoplosbaar. De overeenkomstige namen voor deze ionen zijn hydroxiden en sulfiden.
   • Uitzondering: Herinner je je alkalimetalen (groepen I-A) en hoe ze graag oplosbare verbindingen vormen? Li, Na, K, Rb en ​​Cs vormen allemaal verbindingen die oplosbaar zijn met hydroxide- of sulfide-ionen. Bovendien vormen hydroxiden zouten die oplosbaar zijn met aardalkalimetaalionen (groep II-A): calcium Ca, strontium Sr en barium Ba. Opmerking: verbindingen gemaakt van hydroxiden en aardalkalimetalen hebben in feite een aanzienlijk aantal moleculen die aan elkaar gebonden blijven, dus worden ze soms als "enigszins oplosbaar" beschouwd.

9. 

   CO-bevattende verbindingen₃ of PO₄ onoplosbaar. Controleer nog een laatste keer op de carbonaat- en fosfaationen en u zult zien of uw verbinding oplosbaar is.
   • Uitzondering: Deze ionen vormen verbindingen die oplosbaar zijn met alkalimetalen zoals Li, Na, K, Rb en ​​Cs, evenals met het ammoniumion NH₄.
   advertentie

Methode 2 van 2: Bereken de oplosbaarheid uit de constante K_sp

1. 

   Zoek de constante K van het oplosbaarheidsproduct op_sp. Deze constante is voor elke verbinding anders, dus u moet hem opzoeken in een grafiek in een leerboek of online. Aangezien deze waarden experimenteel worden bepaald en aanzienlijk kunnen variëren tussen grafieken, is het het beste om de grafiek van het leerboek te gebruiken, indien beschikbaar. Tenzij anders aangegeven, gaan de meeste plots uit van een testtemperatuur van 25ºC.
   • Stel dat u loodjodide oplost met de formule PbI₂, schrijf de constante van het oplosbaarheidsproduct. Als je naar de grafiek op bilbo.chm.uri.edu verwijst, dan gebruik je de constante 7,1 × 10.

2. 

   Schrijf een chemische vergelijking. De eerste, bepaal het ionische scheidingspatroon van deze verbinding wanneer deze is opgelost. Schrijf vervolgens de vergelijking met K_sp aan de ene kant en componentionen aan de andere kant.
   • Bijvoorbeeld een PbI-molecuul₂ dissociëren in ionen Pb, I en I. (U hoeft alleen de lading van een ion te kennen of te controleren, aangezien alle verbindingen altijd elektrisch neutraal zijn).
   • Schrijf de vergelijking 7,1 × 10 =
   • Deze vergelijking is de oplosbaarheidsconstante die je voor 2 ionen kunt vinden in de oplosbaarheidstabel. Aangezien er 2 leeuwen zijn, moet l- kwadratisch zijn.

3. 

   Transformeer vergelijkingen om variabelen te gebruiken. Herschrijf de vergelijking met behulp van normale algebraïsche methoden, met behulp van de informatie die u weet over het aantal moleculen en ionen. Stel x gelijk aan de massa van de verbinding die moet worden opgelost, en herschrijf de vergelijking waarbij x het nummer van elk ion vertegenwoordigt.
   • In dit voorbeeld moeten we de vergelijking 7,1 × 10 = herschrijven
   • Omdat er maar één loodion (Pb) in de verbinding zit, is het aantal opgeloste moleculen gelijk aan het aantal vrije loodionen. Daarom kunnen we het op x zetten.
   • Omdat er twee jodiumionen (I) zijn voor elk loodion, stellen we het aantal jodiumatomen gelijk aan 2x.
   • Nu wordt de vergelijking 7,1 × 10 = (x) (2x)

4. 

   Houd rekening met eventuele gewone ionen. Sla deze stap over als u de verbinding oplost in gedestilleerd water. Als een verbinding wordt opgelost in een oplossing die al een of meer componentionen ("gewone ionen") bevat, zal de oplosbaarheid van de verbinding aanzienlijk afnemen. Het effect van de algemene ionen zal het duidelijkst zijn op bijna onoplosbare verbindingen, en in dit geval kun je aannemen dat de meeste ionen in evenwicht diegene zijn die voorheen in oplossing waren. Herschrijf de vergelijking om de molaire concentratie (mol per liter of M) te berekenen van de ionen die zich al in de oplossing bevinden, en vervang deze waarde door de variabele x die je voor dat ion gebruikt.
   • Als de loodjodideverbinding bijvoorbeeld wordt opgelost in 0,2 M loodchloride (PbCl) -oplossing₂), zullen we de vergelijking herschrijven als 7,1 × 10 = (0,2M + x) (2x). Omdat 0.2M een hogere concentratie is dan x, zouden we het kunnen herschrijven naar 7.1 × 10 = (0.2M) (2x).

5. 

   Los De vergelijking op. Los op voor x, en je kent de oplosbaarheid van de verbinding. In de definitie van de oplosbaarheidsconstante moet u uw antwoord schrijven in termen van het aantal mol opgeloste stof per liter water. Mogelijk moet u uw computer gebruiken om het definitieve antwoord te vinden.
   • Het volgende voorbeeld is de oplosbaarheid in gedestilleerd water zonder gebruikelijke ionen.
   • 7,1 × 10 = (x) (2x)
   • 7,1 × 10 = (x) (4x)
   • 7,1 × 10 = 4x
   • (7,1 × 10) ÷ 4 = x
   • x = ∛ ((7,1 × 10) ÷ 4)
   • x = 1,2 x 10 mol per liter lost op. Dit is een heel kleine massa, dus deze verbinding is bijna onoplosbaar.
   advertentie

Wat je nodig hebt

• Tabel met oplosbaarheidsproductconstanten van de verbinding (K_sp)

Advies

• Als je experimentele gegevens hebt over de hoeveelheid opgeloste verbindingen, kun je dezelfde vergelijking gebruiken om de oplosbaarheidsconstante K op te lossen._sp.

Waarschuwing

• Er is geen consensus over de definities van deze termen, maar chemici zijn het over de meeste verbindingen eens. Een aantal speciale verbindingen waarin zowel oplosbare als onoplosbare moleculen belangrijke bestanddelen vormen, elk met een andere beschrijving van deze verbindingen.
• Sommige oude leerboeken zien NH₄OH is een oplosbare verbinding. Dit is niet waar; Er werden kleine hoeveelheden NH-ionen gedetecteerd₄ en OH, maar deze twee ionen kunnen niet tot verbindingen worden gecombineerd.