logo

Ksp Chemistry: Kompletny przewodnik po stałej rozpuszczalności

feature_kspchemia

Uczysz się chemii, ale nie do końca rozumiesz stałą iloczynu rozpuszczalności lub chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat? Nie wiesz, jak obliczyć rozpuszczalność molową z $K_s_p$? Stała rozpuszczalności, czyli $K_s_p$, jest ważną częścią chemii, szczególnie gdy pracujesz z równaniami rozpuszczalności lub analizujesz rozpuszczalność różnych substancji rozpuszczonych. Kiedy dobrze zrozumiesz $K_s_p$, odpowiedzi na te pytania staną się znacznie łatwiejsze!

W tym przewodniku po chemii $K_s_p$ wyjaśnimy definicję chemii $K_s_p$, jak ją rozwiązać (z przykładami), jakie czynniki na nią wpływają i dlaczego jest to ważne. Na dole tego przewodnika znajduje się również tabela z wartościami $K_s_p$ przedstawiająca długą listę substancji, która ułatwia znalezienie wartości stałych rozpuszczalności.

Co to jest $K_s_p$?

$K_s_p$ jest znane jako stała rozpuszczalności lub iloczyn rozpuszczalności. Jest to stała równowagi używana w równaniach, gdy substancja stała rozpuszcza się w roztworze ciekłym/wodnym. Dla przypomnienia, substancję rozpuszczoną (to, co jest rozpuszczane) uważa się za rozpuszczalną, jeśli więcej niż 1 gram tej substancji można całkowicie rozpuścić w 100 ml wody.

$K_s_p$ jest używany tylko w przypadku substancji rozpuszczonych słabo rozpuszczalny i nie rozpuszcza się całkowicie w roztworze. (Roztwór jest nierozpuszczalny jeśli nic lub prawie nic nie rozpuści się w roztworze.) $K_s_p$ reprezentuje ilość substancji rozpuszczonej w roztworze.

Wartość $K_s_p$ różni się w zależności od substancji rozpuszczonej. Im bardziej rozpuszczalna jest substancja, tym wyższa jest jej wartość chemiczna $K_s_p$. A jakie są jednostki $K_s_p$? Właściwie nie ma jednostki! Wartość $K_s_p$ nie ma żadnych jednostek, ponieważstężenia molowe reagentów i produktów są różne dla każdego równania. Oznaczałoby to, że jednostka $K_s_p$ byłaby inna dla każdego problemu i byłaby trudna do rozwiązania, więc aby to uprościć, chemicy zazwyczaj całkowicie rezygnują z jednostek $K_s_p$. Jak miło z ich strony!

Jak obliczyć $K_s_p$?

W tej sekcji wyjaśniamy, jak zapisywać wyrażenia chemiczne $K_s_p$ i jak obliczać wartość $K_s_p$. W przypadku większości zajęć z chemii rzadko będziesz musiał obliczać wartość $K_s_p$; przez większość czasu będziesz zapisywać wyrażenia lub używać wartości $K_s_p$ do rozwiązywania rozpuszczalność (co wyjaśniamy, jak to zrobić w sekcji Dlaczego $K_s_p$ jest ważne).

string.zawiera Java

Zapisywanie wyrażeń $K_s_p$

Poniżej znajduje się równanie produktu rozpuszczalności, po którym następują cztery problemy chemiczne $K_s_p$ abyś mógł zobaczyć, jak zapisywać wyrażenia $K_s_p$.

Dla reakcji $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)

Wyrażenie rozpuszczalności to $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$

Pierwsze równanie jest znane jako równanie dysocjacji, a drugie jest zrównoważonym wyrażeniem $K_s_p$.

Dla tych równań:

  • A I B reprezentują różne jony i ciała stałe. W tych równaniach określa się je także mianem „produktów”.
  • A I B reprezentują współczynniki użyte do zrównoważenia równania
  • (aq) i (s) wskazują, w jakim stanie znajduje się produkt (odpowiednio wodny lub stały)
  • Nawiasy oznaczają stężenie molowe. Zatem [AgCl] oznacza stężenie molowe AgCl.

Aby poprawnie zapisać wyrażenia $K_s_p$, musisz mieć dobrą wiedzę na temat nazw chemicznych, jonów wieloatomowych i ładunków związanych z każdym jonem. Ponadto kluczową rzeczą, o której należy pamiętać w przypadku tych równań, jest to, że każde stężenie (przedstawione w nawiasach kwadratowych) jest podnoszone do potęgi jego współczynnika w zrównoważonym wyrażeniu $K_s_p$.

Spójrzmy na kilka przykładów.

Przykład 1

$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)

$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$

W tym problemie nie zapomnij podnieść do kwadratu Br w równaniu $K_s_p$. Robisz to ze względu na współczynnik 2 w równaniu dysocjacji.

Przykład 2

CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)

$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]

Przykład 3

$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)

$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]

Przykład 4

$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)

$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$

chemia_ciała

Rozwiązanie $K_s_p$ z rozpuszczalnością

Aby obliczyć wartość $K_s_p$, musisz znać wartości rozpuszczalności molowej lub umieć je znaleźć.

Pytanie: Określ $K_s_p$ AgBr (bromku srebra), biorąc pod uwagę, że jego rozpuszczalność molowa wynosi 5,71 x 10^{¯}^7$ moli na litr.

Najpierw musimy napisać oba równania.

ciąg znaków w Javie

AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)

$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]

Teraz, ponieważ w tym zadaniu rozwiązujemy rzeczywistą wartość $K_s_p$, podstawiamy otrzymane wartości rozpuszczalności:

$K_s_p$ = (5,71 x 10 $^{¯}^7$) (5,71 x 10^{¯}^7$) = 3,26 x 10$^{¯}^13$

Wartość $K_s_p$ wynosi 3,26 x 10 $^{¯}^13$

Jakie czynniki wpływają na $K_s_p$?

W tej sekcji omówimy główne czynniki wpływające na wartość stałej rozpuszczalności.

Temperatura

Większość substancji rozpuszczonych staje się bardziej rozpuszczalna w cieczy wraz ze wzrostem temperatury. Jeśli chcesz dowodu, zobacz, jak dobrze kawa rozpuszczalna miesza się w filiżance zimnej wody w porównaniu z filiżanką gorącej wody. Temperatura wpływa na rozpuszczalność zarówno ciał stałych, jak i gazów ale nie stwierdzono, aby miał on określony wpływ na rozpuszczalność cieczy.

Ciśnienie

Ciśnienie może również wpływać na rozpuszczalność, ale tylko w przypadku gazów znajdujących się w cieczach. Prawo Henry'ego stwierdza, że ​​rozpuszczalność gazu jest wprost proporcjonalna do ciśnienia cząstkowego gazu.

Prawo Henry’ego zapisuje się jako P = kc , Gdzie

  • P jest ciśnieniem cząstkowym gazu nad cieczą
  • k jest stałą prawa Henry’ego
  • C jest stężeniem gazu w cieczy

Prawo Henry’ego pokazuje, że wraz ze spadkiem ciśnienia cząstkowego zmniejsza się również stężenie gazu w cieczy, co z kolei zmniejsza rozpuszczalność. Zatem niższe ciśnienie powoduje mniejszą rozpuszczalność, a wyższe ciśnienie powoduje większą rozpuszczalność.

Prawo Henry’ego możesz zobaczyć w działaniu, jeśli otworzysz puszkę napoju gazowanego. Kiedy puszka jest zamknięta, gaz znajduje się pod większym ciśnieniem i pojawia się dużo pęcherzyków, ponieważ duża część gazu jest rozpuszczona. Kiedy otworzysz puszkę, ciśnienie spada, a jeśli zostawisz napój wystarczająco długo, bąbelki w końcu znikną, ponieważ zmniejszy się rozpuszczalność i nie będą już rozpuszczone w płynie (wypłynęły z napoju). .

Rozmiar molekularny

Ogólnie rzecz biorąc, substancje rozpuszczone o mniejszych cząsteczkach są lepiej rozpuszczalne niż te o cząsteczkach. Rozpuszczalnikowi łatwiej jest otoczyć mniejsze cząsteczki, dzięki czemu cząsteczki te można rozpuścić szybciej niż większe cząsteczki.

kodowanie Java, instrukcja if else

body_beakers

Dlaczego $K_s_p$ jest ważne?

Dlaczego stała rozpuszczalności ma znaczenie? Poniżej znajdują się trzy kluczowe momenty, w których będziesz musiał użyć chemii $K_s_p$.

Aby znaleźć rozpuszczalność substancji rozpuszczonych

Zastanawiasz się, jak obliczyć rozpuszczalność molową z $K_s_p$? Znajomość wartości $K_s_p$ pozwala znaleźć rozpuszczalność różnych substancji rozpuszczonych. Oto przykład: Wartość $K_s_p$ $Ag_2SO_4$, siarczanu srebra, wynosi 1,4×10^{–}^5$. Określ rozpuszczalność molową.

Najpierw musimy wypisać równanie dysocjacji: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$

Następnie podstawiamy wartość $K_s_p$, aby utworzyć wyrażenie algebraiczne.

1,4×10$^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$

1,4×10$^{–}^5$= 4x^3$

$x$=[$SO_4^2$]=1,5x10$^{-}^2$ M

x$= [$Ag^{+}$]=3,0x10$^{-}^2$ M

Aby przewidzieć, czy w reakcjach utworzy się osad

Znając wartość $K_s_p$ substancji rozpuszczonej, możemy dowiedzieć się, czy wytrąci się osad, jeśli zmiesza się roztwór jej jonów. Poniżej znajdują się dwie zasady określające powstawanie osadu.

  • Produkt jonowy > $K_s_p$, wówczas nastąpi wytrącanie
  • Produkt jonowy<$K_s_p$ then precipitation will not occur

Aby zrozumieć efekt wspólnego jonu

$K_s_p$ jest również ważną częścią efektu wspólnych jonów. Efekt wspólnego jonu polega na tym, że gdy zmieszane zostaną dwa roztwory mające wspólny jon, najpierw wytrąci się substancja rozpuszczona o mniejszej wartości $K_s_p$.

Załóżmy na przykład, że do roztworu dodaje się BiOCl i CuCl. Obydwa zawierają jony $Cl^{-}$. Wartość $K_s_p$ BiOCl wynosi 1,8×^{–}^31$, a wartość $K_s_p$ CuCl wynosi 1,2×^{–}^6$. BiOCl ma mniejszą wartość $K_s_p$, więc wytrąci się przed CuCl.

Tabela stałych produktów rozpuszczalności

Poniżej znajduje się wykres przedstawiający wartości $K_s_p$ dla wielu popularnych substancji. Wartości $K_s_p$ dotyczą substancji o temperaturze około 25 stopni Celsjusza, co jest standardem. Ponieważ wartości $K_s_p$ są tak małe, mogą występować niewielkie różnice w ich wartościach w zależności od używanego źródła. Dane na tym wykresie pochodzą z Uniwersytetu Rhode Island Wydział Chemii .

Substancja Formuła Wartość $K_s_p$
Wodorotlenek glinu $Al(OH)_3$ 1,3×10 dolarów^{–}^33 dolarów
Fosforan glinu $AlPO_4$ 6,3×10 dolarów^{–}^19 dolarów
Węglan baru $BaCO_3$ 5,1×10 dolarów^{–}^9$
Chromian baru $BaCrO_4$ 1,2×10 dolarów^{–}^10 dolarów
Fluorek baru $BaF_2$ 1,0×10 dolarów^{–}^6$
Wodorotlenek baru $Ba(OH)_2$ 5×10 dolarów^{–}^3$
Siarczan baru $BaSO_4$ 1,1×10 dolarów^{–}^10 dolarów
Siarczan baru $BaSO_3$ 8×10 dolarów^{–}^7$
Tiosiarczan baru $BaS_2O_3$ 1,6×10 dolarów^{–}^6 dolarów
Chlorek bizmutylu $BiOCl$ 1,8×10 dolarów^{–}^31 dolarów
Wodorotlenek bizmutylu $BiOOH$ 4×10 dolarów^{–}^10 dolarów
Węglan kadmu $CdCO_3$ 5,2×10 dolarów^{–}^12 dolarów
Wodorotlenek kadmu $Cd(OH)_2$ 2,5×10 dolarów^{–}^14 dolarów
Szczawian kadmu $CdC_2O_4$ 1,5×10 dolarów^{–}^8$
Siarczek kadmu $CdS$ 8×10 dolarów^{–}^28 dolarów
Węglan wapnia $CaCO_3$ 2,8×10 dolarów^{–}^9 dolarów
Chromian wapnia $CaCrO_4 $ 7,1×10 dolarów^{–}^4$
Fluorek wapnia $CaF_2$ 5,3×10 dolarów^{–}^9$
Wodorofosforan wapnia $CaHPO_4$ 1×10 dolarów^{–}^7$
Wodorotlenek wapnia $Ca(OH)_2$ 5,5×10 dolarów^{–}^6 dolarów
Szczawian wapnia $CaC_2O_4$ 2,7×10 dolarów^{–}^9 dolarów
Fosforan wapniowy $Ca_3(PO_4)_2$ 2,0×10 dolarów^{–}^29 dolarów
Siarczan wapnia $CaSO_4$ 9,1×10 dolarów^{–}^6$
Siarczyn wapnia $CaSO_3$ 6,8×10 dolarów^{–}^8$
Wodorotlenek chromu (II). $Cr(OH)_2$ 2×10 dolarów^{–}^16 dolarów
Wodorotlenek chromu (III). $Cr(OH)_3$ 6,3×10 dolarów^{–}^31 dolarów
Węglan kobaltu (II). $CoCO_3$ 1,4×10 dolarów^{–}^13 dolarów
Wodorotlenek kobaltu (II). $Co(OH)_2$ 1,6×10 dolarów^{–}^15 dolarów
Wodorotlenek kobaltu (III). $Co(OH)_3$ 1,6×10 dolarów^{–}^44 dolarów
Siarczek kobaltu (II). $CoS$ 4×10 dolarów^{–}^21 dolarów
Chlorek miedzi (I). $CuCl$ 1,2×10 dolarów^{–}^6 dolarów
Cyjanek miedzi (I). $CuCN$ 3,2×10 dolarów^{–}^20 dolarów
Jodek miedzi (I). $CuI$ 1,1×10 dolarów^{–}^12 dolarów
Arsenian miedzi (II). $Cu_3(AsO_4)_2$ 7,6×10 dolarów^{–}^36 dolarów
Węglan miedzi (II). $CuCO_3$ 1,4×10 dolarów^{–}^10 dolarów
Chromian miedzi (II). $CuCrO_4$ 3,6×10 dolarów^{–}^6$
Żelazocyjanek miedzi (II). $Cu[Fe(CN)_6]$ 1,3×10 dolarów^{–}^16 dolarów
Wodorotlenek miedzi (II). $Cu(OH)_2$ 2,2×10 dolarów^{–}^20 dolarów
Siarczek miedzi (II). $CuS$ 6×10 dolarów^{–}^37 dolarów
Węglan żelaza (II). $FeCO_3$ 3,2×10 dolarów^{–}^11 dolarów
Wodorotlenek żelaza (II). $Fe(OH)_2$ 8,0 ^{–}^16$
Siarczek żelaza (II). $FeS$ 6×10 dolarów^{–}^19 dolarów
Arsenian żelaza (III). $FeAsO_4$ 5,7×10 dolarów^{–}^21 dolarów
Żelazocyjanek żelaza (III). $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ 3,3×10 dolarów^{–}^41 dolarów
Wodorotlenek żelaza (III). $Fe(OH)_3$ 4×10 dolarów^{–}^38 dolarów
Fosforan żelaza(III). $FePO_4$ 1,3×10 dolarów^{–}^22 dolarów
Arsenian ołowiu (II). $Pb_3(AsO_4)_2$ 4×10 dolarów^{–}^6$
Azydek ołowiu (II). $Pb(N_3)_2$ 2,5×10 dolarów^{–}^9 dolarów
Bromek ołowiu (II). $PbBr_2$ 4,0×10 dolarów^{–}^5$
Węglan ołowiu (II). $PbCO_3$ 7,4×10 dolarów^{–}^14 dolarów
Chlorek ołowiu (II). $PbCl_2$ 1,6×10 dolarów^{–}^5$
Chromian ołowiu (II). $PbCrO_4$ 2,8×10 dolarów^{–}^13 dolarów
Fluorek ołowiu (II). $PbF_2$ 2,7×10 dolarów^{–}^8 dolarów
Wodorotlenek ołowiu (II). $Pb(OH)_2$ 1,2×10 dolarów^{–}^15 dolarów
Jodek ołowiu (II). $PbI_2$ 7,1×10 dolarów^{–}^9$
Siarczan ołowiu (II). $PbSO_4$ 1,6×10 dolarów^{–}^8$
Siarczek ołowiu (II). $PbS$ 3×10 dolarów^{–}^28 dolarów
Węglan litu $Li_2CO_3$ 2,5×10 dolarów^{–}^2$
Fluorek litu $LiF$ 3,8×10 dolarów^{–}^3$
Fosforan litu $Li_3PO_4$ 3,2×10 dolarów^{–}^9$
Fosforan magnezowo-amoniowy $MgNH_4PO_4$ 2,5×10 dolarów^{–}^13 dolarów
Arsenian magnezu $Mg_3(AsO_4)_2$ 2×10 dolarów^{–}^20 dolarów
Węglan magnezu $MgCO_3$ 3,5×10 dolarów^{–}^8$
Fluorek magnezu $MgF_2$ 3,7×10 dolarów^{–}^8$
Wodorotlenek magnezu $Mg(OH)_2$ 1,8×10 dolarów^{–}^11 dolarów
Szczawian magnezu $MgC_2O_4$ 8,5×10 dolarów^{–}^5$
Fosforan magnezu $Mg_3(PO_4)_2$ 1×10 dolarów^{–}^25 dolarów
Węglan manganu (II). $MnCO_3$ 1,8×10 dolarów^{–}^11 dolarów
Wodorotlenek manganu (II). $Mn(OH)_2$ 1,9×10 dolarów^{–}^13 dolarów
Siarczek manganu (II). $MnS$ 3×10 dolarów^{–}^14 dolarów
Bromek rtęci (I). $Hg_2Br_2$ 5,6×10 dolarów^{–}^23 dolarów
Chlorek rtęci (I). $Hg_2Cl_2$ 1,3×10 dolarów^{–}^18 dolarów
Jodek rtęci (I). $Hg_2I_2$ 4,5×10 dolarów^{–}^29 dolarów
Siarczek rtęci (II). $HgS$ 2×10 dolarów^{–}^53$
Węglan niklu (II). $NiCO_3$ 6,6×10 dolarów^{–}^9$
Wodorotlenek niklu (II). $Ni(OH)_2$ 2,0×10 dolarów^{–}^15 dolarów
Siarczek niklu (II). $NiS$ 3×10 dolarów^{–}^19 dolarów
Fluorek skandu $ScF_3$ 4,2×10 dolarów^{–}^18 dolarów
Wodorotlenek skandu $Sc(OH)_3$ 8,0×10 dolarów^{–}^31 dolarów
Octan srebra $Ag_2CH_3O_2$ 2,0×10 dolarów^{–}^3$
Arsenian srebra $Ag_3AsO_4$ 1,0×10 dolarów^{–}^22 dolarów
Azydek srebra $AgN_3$ 2,8×10 dolarów^{–}^9$
Bromek srebra $AgBr$ 5,0×10 dolarów^{–}^13 dolarów
Chlorek srebra $AgCl$ 1,8×10 dolarów^{–}^10 dolarów
Chromian srebra $Ag_2CrO_4$ 1,1×10 dolarów^{–}^12 dolarów
Cyjanek srebra $AgCN$ 1,2×10 dolarów^{–}^16 dolarów
Jodan srebra $AgIO_3$ 3,0×10 dolarów^{–}^8$
Jodek srebra $AgI$ 8,5×10 dolarów^{–}^17 dolarów
Azotyn srebra $AgNO_2$ 6,0×10 dolarów^{–}^4$
Siarczan srebra $Ag_2SO_4$ 1,4×10 dolarów^{–}^5$
Siarczek srebra $Przy_2S$ 6×10 dolarów^{–}^51 dolarów
Siarczan srebra $Ag_2SO_3$ 1,5×10 dolarów^{–}^14 dolarów
Tiocyjanian srebra $AgSCN$ 1,0×10 dolarów^{–}^12 dolarów
Węglan strontu $SrCO_3$ 1,1×10 dolarów^{–}^10 dolarów
Chromian strontu $SrCrO_4$ 2,2×10 dolarów^{–}^5$
Fluorek strontu $SrF_2$ 2,5×10 dolarów^{–}^9 dolarów
Siarczan strontu $SrSO_4$ 3,2×10 dolarów^{–}^7$
Bromek talu (I). $TlBr$ 3,4×10 dolarów^{–}^6 dolarów
Chlorek talu (I). $TlCl$ 1,7×10 dolarów^{–}^4$
Jodek talu (I). $TlI$ 6,5×10 dolarów^{–}^8$
Wodorotlenek talu (III). $Tl(OH)_3$ 6,3×10 dolarów^{–}^46 dolarów
Wodorotlenek cyny (II). $Sn(OH)_2$ 1,4×10 dolarów^{–}^28 dolarów
Siarczek cyny (II). $SnS$ 1×10 dolarów^{–}^26 dolarów
Węglan cynku $ZnCO_3$ 1,4×10 dolarów^{–}^11 dolarów
Wodorotlenek cynku $Zn(OH)_2$ 1,2×10 dolarów^{–}^17 dolarów
Szczawian cynku $ZnC_2O_4$ 2,7×10 dolarów^{–}^8 dolarów
Fosforan cynku $Zn_3(PO_4)_2$ 9,0×10 dolarów^{–}^33$
Siarczek cynku $ZnS$ 2×10 dolarów^{–}^25 dolarów

Wniosek: Przewodnik po chemii $K_s_p$

Co to jest $K_s_p$ w chemii? Stała iloczynu rozpuszczalności, czyli $K_s_p$, jest ważnym aspektem chemii podczas badania rozpuszczalności różnych substancji rozpuszczonych. $K_s_p$ reprezentuje ilość substancji rozpuszczonej w roztworze, a im bardziej rozpuszczalna jest substancja, tym wyższa wartość chemiczna $K_s_p$.

Aby obliczyć stałą iloczynu rozpuszczalności, musisz najpierw wypisać równanie dysocjacji i zrównoważone wyrażenie $K_s_p$, a następnie podłączyć stężenia molowe, jeśli je podano.

Na stałą rozpuszczalności może wpływać temperatura, ciśnienie i wielkość cząsteczki, jest to ważne dla określenia rozpuszczalności, przewidywania, czy utworzy się osad, a także zrozumienia efektu wspólnych jonów.

mylivecricket w grze w krykieta na żywo

Co dalej?

Niepocieszone, że skończyłeś uczyć się o stałej rozpuszczalności?Utop swoje smutki nasz kompletny przewodnik po 11 zasadach rozpuszczalności .

Szukasz innych poradników chemicznych?Dowiedz się tutaj, jak zbilansować równania chemiczne lub przeczytaj sześć przykładów zmian fizycznych i chemicznych.

Zdawać chemię w szkole średniej?Przygotowaliśmy kilka świetnych podręczników do egzaminów AP Chem, IB Chemistry i stanowego egzaminu Regents Chemistry w Nowym Jorku.