Come determinare la solubilità: 14 passaggi (con foto) - Suggerimenti

Contenuto

Passi
Quello di cui hai bisogno
Consigli
avvertimento

In chimica, la solubilità viene utilizzata per descrivere le proprietà di un composto solido quando è completamente disciolto in un liquido senza lasciare residui insolubili. Solo i composti ionici (caricati) sono solubili. In effetti, è sufficiente memorizzare alcuni principi o consultare la letteratura per sapere se un composto ionico rimarrà solido quando viene aggiunto all'acqua o se una grande quantità si dissolve. In effetti, una certa quantità di molecole si dissolverà anche se non vedi alcun cambiamento, quindi affinché l'esperimento sia accurato devi sapere come calcolare questa quantità di soluto.

Passi

Metodo 1 di 2: utilizza regole rapide

Impara a conoscere i composti ionici. Ogni atomo di solito ha un certo numero di elettroni, ma a volte ottiene o cede un elettrone. Questo processo lo rende uno ioni addebitato. Quando uno ione con una carica negativa (eccesso di un elettrone) incontra uno ione con una carica positiva (manca un elettrone), si legheranno insieme come il catodo e l'anodo di due magneti. Il risultato forma un composto ionico.
- Gli ioni hanno una carica negativa chiamata anionie gli ioni hanno una carica positiva chiamata catione.
- Normalmente il numero di elettroni in un atomo è uguale al numero di protoni, quindi non ha carica.
Comprendi la solubilità. Molecola d'acqua (H.₂O) ha una struttura irregolare quindi assomiglia a un magnete: un'estremità ha una carica positiva e l'altra ha una carica negativa. Quando metti un composto ionico nell'acqua, questi "magneti" dell'acqua si raccolgono attorno ad esso, cercando di separare gli ioni positivi e negativi.
- Alcuni composti ionici non sono assorbiti molto strettamente, sono considerati solubile Perché si separerà e si dissolverà se aggiunto all'acqua. Altri composti hanno legami più forti insolubile perché gli ioni sono attratti l'un l'altro indipendentemente dall'attrazione della molecola d'acqua.
- Alcuni composti hanno una forza legante equivalente all'attrazione di una molecola d'acqua. Sono considerati leggermente solubile perché la maggior parte dei composti sarà separata, ma il resto sarà comunque attratto l'uno dall'altro.
Comprendi il principio di dissoluzione. Poiché le interazioni tra gli atomi sono così complesse, non puoi fare affidamento interamente sull'intuizione per distinguere quali composti possono o non possono. Cerca il primo ione nel composto nell'elenco seguente per le sue proprietà comuni, quindi controlla le eccezioni per assicurarti che il secondo ione non interagisca in modo anomalo con esso.
- Ad esempio, per controllare il cloruro di stronzio (SrCl₂), cerca Sr o Cl nei passaggi in grassetto di seguito. Cl è "solitamente solubile" quindi controlla le eccezioni sotto di esso. Sr non è nell'elenco delle eccezioni, quindi SrCl₂ deve essere solubile.
- Le eccezioni più comuni a ciascuna regola sono scritte sotto la regola. Ci sono altre eccezioni, ma è improbabile che si verifichino durante le normali ore di chimica o laboratorio.
I composti sono solubili quando contengono metalli alcalini come Li, Na, K, Rb e Cs. Questi metalli sono anche noti come elementi del gruppo IA: litio, sodio, potassio, rubidio e cesio. Quasi tutti i composti contenenti uno di questi ioni sono solubili.
- Eccezione: Li₃PO₄ indissolubile.
NO composti₃, C₂H₃O₂, NO₂, ClO₃ e ClO₄ sono tutti solubili. I nomi corrispondenti agli ioni di cui sopra sono nitrato, acetato, nitrito, clorato e perclorato. Nota che l'acetato è spesso abbreviato in OAc.
- Eccezione: Ag (OAc) (acetato d'argento) e Hg (OAc)₂ (acetato di mercurio) insolubile.
- AgNO₂ e KClO₄ solo "leggermente sciolto".
I composti di Cl, Br e I sono generalmente solubili. Gli ioni cloruro, bromuro e ioduro formano quasi sempre composti solubili, chiamati sali alogeni.
- Eccezione: Se uno qualsiasi degli ioni sopra si combina con gli ioni d'argento Ag, mercurio Hg₂, o piombo Pb, formerà composti insolubili. Lo stesso vale per i composti meno comuni formati quando combinati con rame Cu e thali Tl.
Composti contenenti SO₄ solitamente solubile. Gli ioni solfato spesso formano composti solubili, ma ci sono molte eccezioni.
- Eccezione: Gli ioni solfato formano composti insolubili con i seguenti ioni: stronzio Sr, bario Ba, piombo Pb, argento Ag, calcio Ca, radio Ra e atomi di argento di Ag₂. Nota che il solfato d'argento e il solfato di calcio sono solo moderatamente solubili, quindi alcuni li considerano leggermente solubili.
Le sostanze contenenti OH o S sono insolubili. I nomi corrispondenti per questi ioni sono idrossidi e solfuri.
- Eccezione: Ricordi i metalli alcalini (Gruppi I-A) e come amano formare composti solubili? Li, Na, K, Rb e Cs formano tutti composti solubili con ioni idrossido o solfuro. Inoltre, gli idrossidi formano sali che sono solubili con ioni di metalli alcalino terrosi (Gruppo II-A): calcio Ca, stronzio Sr e bario Ba. Nota: i composti costituiti da idrossidi e metalli alcalino terrosi hanno in realtà un numero significativo di molecole che rimangono legate insieme, quindi a volte sono considerate "leggermente solubili".
Composti contenenti CO₃ o PO₄ indissolubile. Controlla un'ultima volta gli ioni carbonato e fosfato e vedrai se il tuo composto è solubile.
- Eccezione: Questi ioni formano composti che sono solubili con metalli alcalini come Li, Na, K, Rb e Cs, nonché con lo ione ammonio NH₄.
annuncio pubblicitario

Metodo 2 di 2: calcola la solubilità dalla costante K_sp

Cercare la costante del prodotto di solubilità K_sp. Questa costante è diversa per ogni composto, quindi dovresti cercarla su un grafico in un libro di testo o online. Poiché questi valori sono determinati sperimentalmente e possono variare in modo significativo tra i grafici, è meglio utilizzare il grafico del libro di testo, se disponibile. Se non diversamente specificato, la maggior parte dei grafici presume una temperatura di prova di 25ºC.
- Ad esempio, supponiamo che tu stia dissolvendo lo ioduro di piombo con la formula PbI₂, scrivi la sua costante di prodotto di solubilità. Se fai riferimento al grafico su bilbo.chm.uri.edu, usi la costante 7,1 × 10.
Scrivi un'equazione chimica. Il primo, determina il modello di separazione ionica di questo composto una volta sciolto. Quindi scrivi l'equazione con K_sp da un lato e gli ioni componenti dall'altro.
- Ad esempio, una molecola PbI₂ dissociarsi in ioni Pb, I e I. (Hai solo bisogno di conoscere o controllare la carica di uno ione, poiché tutti i composti sono sempre elettricamente neutri).
- Scrivi l'equazione 7,1 × 10 =
- Questa equazione è la costante di solubilità, puoi trovare per 2 ioni nella tabella di solubilità. Poiché ci sono 2 le ioni, l- deve essere quadratico.
Trasforma le equazioni per utilizzare le variabili. Riscrivi l'equazione usando i normali metodi algebrici, usando le informazioni che conosci sul numero di molecole e ioni. Poni x uguale alla massa del composto da dissolvere e riscrivi l'equazione dove x rappresenta il numero di ogni ione.
- In questo esempio, dobbiamo riscrivere l'equazione 7,1 × 10 =
- Poiché nel composto è presente un solo ione piombo (Pb), il numero di molecole disciolte è uguale al numero di ioni piombo liberi. Quindi possiamo impostarlo su x.
- Poiché ci sono due ioni di iodio (I) per ogni ione di piombo, impostiamo il numero di atomi di iodio uguale a 2x.
- Ora l'equazione diventa 7.1 × 10 = (x) (2x)
Prendi in considerazione gli ioni comuni, se ce ne sono. Salta questo passaggio se stai sciogliendo il composto in acqua distillata. Se un composto viene sciolto in una soluzione che ha già uno o più ioni componenti ("ioni comuni"), la solubilità del composto diminuirà in modo significativo. L'effetto degli ioni generali sarà più evidente sui composti virtualmente insolubili, e in questo caso si può presumere che la maggior parte degli ioni all'equilibrio siano quelli che erano precedentemente in soluzione. Riscrivi l'equazione per calcolare la concentrazione molare (mol per litro o M) degli ioni già nella soluzione, sostituendo questo valore con la variabile x che usi per quello ione.
- Ad esempio, se il composto di ioduro di piombo viene sciolto in una soluzione di cloruro di piombo 0,2M (PbCl)₂), riscriveremo l'equazione come 7.1 × 10 = (0.2M + x) (2x). Poiché 0,2 M è una concentrazione maggiore di x, potremmo riscriverla in 7,1 × 10 = (0,2 M) (2x).
Risolvi l'equazione. Risolvi per x e vedrai la solubilità del composto. Nella definizione della costante di solubilità, devi scrivere la tua risposta in termini di numero di moli del composto disciolto per litro d'acqua. Potrebbe essere necessario utilizzare un computer per trovare la risposta finale.
- Il seguente esempio è la solubilità in acqua distillata senza ioni comuni.
- 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 moli per litro si dissolveranno. Questa è una massa molto piccola, quindi questo composto è quasi insolubile.
annuncio pubblicitario

Quello di cui hai bisogno

Tabella delle costanti del prodotto di solubilità del composto (K_sp)

Consigli

Se si dispone di dati sperimentali sulla quantità di composti disciolti, è possibile utilizzare la stessa equazione per risolvere la costante di solubilità K._sp.

avvertimento

Non c'è consenso sulle definizioni di questi termini, ma i chimici concordano sulla maggior parte dei composti. Una serie di composti speciali in cui molecole sia solubili che insolubili costituiscono costituenti significativi, ciascuno con una diversa descrizione di questi composti.
Alcuni vecchi libri di testo vedono NH₄OH è un composto solubile. Questo non è vero; Sono state rilevate piccole quantità di ioni NH₄ e OH ma questi due ioni non possono combinarsi in composti.