Sadržaj

• Kročiti
• Metoda 1 od 2: Korištenje brzih pravila
• Metoda 2 od 2: Proračun topljivosti K._sp
• Potrebe
• Savjeti
• Upozorenja

U kemiji se topivost koristi za opis svojstava krutine koja se pomiješa i potpuno otopi u tekućini, a da pritom ne ostanu neotopljene čestice. Topljivi su samo (nabijeni) ionski spojevi. U praktične svrhe pamćenje nekoliko pravila ili pregledavanje popisa pravila dovoljno je da vam kažu hoće li većina ionskih spojeva ostati čvrsta kad se pomiješa s vodom ili će se značajna količina otopiti. U stvarnosti, neke će se molekule otopiti čak i ako ne vidite nikakve promjene, pa ćete za precizne eksperimente morati znati izračunati tu količinu.

Kročiti

Metoda 1 od 2: Korištenje brzih pravila

1. Znati više o ionskim spojevima. Svaki atom normalno ima određeni broj elektrona, ali ponekad dobiju ili izgube jedan dodatni elektron. Rezultat je jedan ion s električnim nabojem. Kada se ion s negativnim nabojem (dodatni elektron) sretne s ionom s pozitivnim nabojem (nedostaje elektron), oni se povežu, baš poput negativnog i pozitivnog kraja dva magneta. Rezultat je ionska veza.
   • Pozvani su joni s negativnim nabojem anioni, i ioni s pozitivnim nabojem kationi.
   • Obično je broj elektrona u atomu jednak broju protona, gdje su električni naboji u ravnoteži.
2. Znati topivost. Molekule vode (H.₂O) imaju neobičnu strukturu s kojom se ponašaju poput magneta: jedan kraj ima pozitivan naboj, dok je drugi kraj negativno nabijen. Kada pomiješate ionsku vezu s vodom, ovi "vodeni magneti" skupit će se oko nje, pokušavajući razdvojiti pozitivne i negativne ione. Neke ionske veze nisu jako tijesne; ovi su topljivjer će voda rastrgati i otopiti vezu. Ostali kompoziti imaju jače veze i jesu Nije rješivojer se mogu držati zajedno usprkos molekulama vode.
   • Neki priključci imaju unutarnje veze koje su snage usporedive s povlačenjem vode. Te tvari su umjereno topljiv, jer će se značajan dio (ali ne svi) obveznica razdvojiti.
3. Proučite pravila topljivosti. Budući da su interakcije između atoma prilično složene, nije uvijek intuitivno koji su spojevi topljivi i netopivi. Pronađite prvi ion u spoju na donjem popisu kako biste saznali kako se obično ponaša, a zatim provjerite iznimke kako biste bili sigurni da drugi ion ne reagira neobično.
   • Na primjer, za upotrebu stroncijevog klorida (SrCl₂), potražite Sr ili Cl u podebljanim koracima navedenim u nastavku. Cl je "uglavnom rješiv", pa provjerite iznimke u nastavku. Sr nije naznačen kao iznimka, pa SrCl₂ biti topiv.
   • U nastavku su navedene najčešće iznimke od svakog pravila. Postoje i druge iznimke, ali vjerojatno ih nećete naći na uobičajenom satu kemije ili u laboratoriju.
4. Spojevi su topljivi kada sadrže alkalne metale, uključujući Li, Na, K, Rb i Cs. Oni se također nazivaju elementima skupine IA: litij, natrij, kalij, rubidij i cezij. Gotovo svaki spoj s bilo kojim od ovih iona je topljiv.
   • Iznimka: Li₃PO₄ nije topljiv.
5. Spojevi s NO₃, C₂H.₃O₂, NE₂, ClO₃ i ClO₄ su topljivi. To su ioni nitrata, acetata, nitrita, klorata i perklorata. Imajte na umu da se acetat često skraćuje s OAc.
   • Iznimke: Ag (OAc) (srebrni acetat) i Hg (OAc)₂ (živin acetat) nisu topljivi.
   • AgNO₂ i KClO₄ su samo "djelomično topljivi".
6. spojevi s Cl, Br i I obično su topljivi. Kloridni, bromidni i jodidni ioni gotovo uvijek tvore topljive spojeve, poznate i kao halogene soli.
   • Iznimka: Ako se bilo koji od ovih veže na ione srebra (Ag), živa (Hg₂) ili olova (Pb), rezultat nije topiv. Isto se odnosi i na rjeđe spojeve s bakrom (Cu) i talijem (Tl).
7. Veze na SO₄ su obično topljivi. Sulfatni ion obično tvori topive spojeve, ali postoji nekoliko iznimaka.
   • Iznimke: Sulfatni ion tvori netopive spojeve sa sljedećim ionima: stroncij Sr, barij Ba, olovo Pb, srebro Ag, kalcij Ca, radij Ra i dvoatomno srebro Ag₂. Imajte na umu da se srebrni sulfat i kalcijev sulfat otapaju taman toliko da ih se ponekad naziva teško topljivima.
8. Spojevi s OH ili S nisu topljivi. To su hidroksidni i sulfidni ioni.
   • Iznimke: Sjećate li se alkalnih metala (skupina I-A) i koliko vole stvarati netopive spojeve? Li, Na, K, Rb i Cs svi tvore topive spojeve s hidroksidnim ili sulfidnim ionima. Uz to, hidroksid tvori topive soli s zemnoalkalijskim metalima (skupina II-A) ionima: kalcij Ca, stroncij Sr i barij Ba. Imajte na umu da hidroksid s zemnoalkalijskim spojem ima tek toliko molekula da se slijepe da bi se ponekad smatrali „teško topljivim”.
9. Spojevi s CO₃ ili PO₄ nisu topljivi. Provjerite posljednji put karbonatne i fosfatne ione i trebali biste znati što možete očekivati ​​od spoja.
   • Iznimke: Ti ioni tvore topive spojeve s uobičajenim tvarima, alkalnim metalima Li, Na, K, Rb i Cs, kao i s amonijevim NH₄.

Metoda 2 od 2: Proračun topljivosti K._sp

1. Potražite proizvod topljivosti konstante K._sp. Ova se konstanta razlikuje za svaku vezu, pa ćete je morati potražiti u tablici u udžbeniku ili na mreži. Budući da se ove vrijednosti određuju eksperimentalno, mogu se uvelike razlikovati od tablice do tablice, pa je najbolje koristiti tablicu u vašem udžbeniku, ako je postoji. Ako nije drugačije navedeno, većina tablica pretpostavlja temperaturu okoline od 25 ° C.
   • Na primjer, ako želite otopiti olovni jodid (PbI₂), zapiši konstantu ravnoteže proizvoda topljivosti. Ako koristite tablicu na bilbo.chm.uri.edu, upotrijebite konstantu 7,1 × 10.
2. Prvo zapišite kemijsku jednadžbu. Prvo odredite kako se spoj razgrađuje na ione kad se otopi. Sada napiši jednadžbu s K._sp s jedne strane i pojedini ioni s druge strane.
   • Na primjer, molekula PbI₂ dijeli se na ione Pb, I i drugi I (trebate znati ili potražiti naboj jednog iona, jer znate da ukupan spoj uvijek ima neutralan naboj).
   • Napišite jednadžbu 7,1 × 10 = [Pb] [I]
3. Prilagodite jednadžbu za korištenje varijabli. Napiši jednadžbu kao jedan problem algebre, koristeći svoje znanje o broju molekula ili iona. Postavite x jednakom količini tvari koja će se otopiti i prepišite varijable kao brojeve svakog iona u smislu x.
   • U našem primjeru prepisujemo 7,1 × 10 = [Pb] [I]
   • Budući da u spoju postoji samo jedan olovni ion (Pb), broj molekula otopljenih spojeva bit će jednak broju slobodnih ionskih iona. Dakle, možemo zamijeniti [Pb] s x.
   • Budući da postoje dva jodna iona (I) za svaki olovni ion, možemo izjednačiti broj atoma joda na 2x.
   • Jednadžba sada glasi 7,1 × 10 = (x) (2x)
4. Razmotrimo uobičajene ione, ako ih ima. Preskočite ovaj korak ako spoj otapate u čistoj vodi. Međutim, ako se spoj otopi u otopini koja već sadrži jedan ili više sastavnih iona ("zajednički ion"), topljivost je značajno smanjena. Učinak uobičajenih iona najuočljiviji je u spojevima koji su uglavnom netopivi, a u tim se slučajevima može pretpostaviti da velika većina iona u ravnoteži dolazi iz iona koji je već prisutan u otopini. Prepišite jednadžbu s poznatom molarnom koncentracijom (mola po litri ili M) iona koji su već u otopini, zamjenjujući vrijednost x koju ste upotrijebili za taj ion.
   • Na primjer, ako se naš spoj olova i joda otopi u otopini koja sadrži 0,2 M olovnog klorida (PbCl₂), tada možemo prepisati jednadžbu kao 7.1 × 10 = (0.2M + x) (2x). A onda, budući da je 0,2M toliko veća koncentracija od x, to možemo sigurno prepisati kao 7,1 × 10 = (0,2M) (2x).
5. Riješi jednadžbu. Rješi za x i znaj koliko je spoj topljiv. Zbog načina na koji se definira konstanta topljivosti, vaš će se odgovor izraziti brojem molova otopljenog spoja po litri vode. Možda ćete trebati kalkulator kako biste pronašli konačni odgovor.
   • Sljedeće se odnosi na topljivost u čistoj vodi, a ne s uobičajenim ionima.
   • 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 = Otapa se 1,2 x 10 molova po litri. To je vrlo mala količina, pa znate da je ovaj spoj u principu slabo topljiv.

Potrebe

• Tablica konstanti proizvoda topljivosti (K._sp) za veze.

Savjeti

• Ako imate podatke iz pokusa o stupnju otopine spoja, možete upotrijebiti istu jednadžbu za rješavanje konstante topljivosti K_sp.

Upozorenja

• Ne postoji univerzalno prihvaćena definicija tih pojmova, ali kemičari se slažu oko većine spojeva. Neki rubni slučajevi u vezi sa spojevima sa značajnim udjelom otopljenih i nerastvorenih molekula mogu se opisati različitim tablicama topljivosti.
• Neki stariji udžbenici daju NH₄OH opet kao topljivi sastav. Ovo je netočno; male količine NH₄ i OH ioni se mogu promatrati, ali se ne mogu izolirati da bi se dobio spoj.