Υπολογισμός Kps. Πώς να εκτελέσετε τον υπολογισμό Kps

Ο Υπολογισμός Kps (προϊόν διαλυτότητας) σχετίζεται με δύο χημικές ισορροπίες που συμβαίνουν όταν ο ηλεκτρολύτης (ένα άλας, μια βάση ή ένα οξύ) είναι διαλυτά διαλυτά ένα κορεσμένο διάλυμα με νερό Ιστορικό. Τα δύο υπόλοιπα είναι:

• ισορροπία διάλυσης

Χ_οΓ_{β (εδώ)} → Χ_οΓ_{β (ppt)}

Σε αυτήν την ισορροπία, η ταχύτητα με την οποία ο ηλεκτρολύτης διαλύεται στο νερό είναι ίση με την ταχύτητα με την οποία καθιζάνει. Η σταθερά ισορροπίας (Kc) είναι:

Κc = 1
Χ_οΓ_{β (εδώ)}

• υπόλοιπο του διάσταση

XaY_{β (εδώ)} → aX⁺_(εδώ) + bY^-_(εδώ)

ως το ηλεκτρολύτης διαλύεται μεσα στο ΝΕΡΟ, αυτόματα εάν αποσυνδέεται, απελευθερώνοντας κατιόν και ανιόν. Σε αυτήν την περίπτωση, η σταθερά ισορροπίας (Kc) είναι:

Κc = [Χ⁺]^ο. [Υ^-]^σι
[Χ_οΓ_{β (εδώ)}]

Η μοριακότητα του ηλεκτρολύτη στο διάλυμα είναι πάντα σταθερή, έτσι μπορούμε να το συμπεριλάβουμε στο Kc:

Κ.κ. Σαχής_{Yb (υδ)} = Χ^{+ α}. Γ^-ΣΙ

Συμπεριλαμβανομένης της μοριακότητας του ηλεκτρολύτη σε Kc, ονομάζεται Kps, και οι μεταβολές (συντελεστής διαλυτότητας ή διαλυτότητας) των ιόντων αυξάνονται στους αντίστοιχους εκθέτες τους:

Kps = [Χ^{+ α}]. [Υ^-ΣΙ]

Έτσι, καθώς το Kps σχετίζεται με τα ιόντα που απελευθερώνονται από τον ηλεκτρολύτη, Για να αναπτυχθεί ο υπολογισμός αυτής της σταθεράς, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι η μοριακότητα του κατιόντος και του ανιόντος πάντα υπακούει σε μια σχέση στα γραμμομόρια με τη μοριακότητα του ηλεκτρολύτη προέλευσης, δηλαδή:

CaCl₂ → Γα⁺² + 2 Cl^-1

Παρατηρώντας την εξίσωση διάστασης ηλεκτρολύτη, έχουμε 1 mol CaCl₂ είναι για 1 mol Ca⁺² και 2 γραμμομόρια Cl^-1. Έτσι, εάν η συγκέντρωση του CaCl₂ για το x, αυτό του Ca⁺² θα είναι x και αυτό του Cl^-1 θα είναι 2x.

Examples Παραδείγματα υπολογισμού Kps

1) (UFRJ) Ποια θα είναι η έκφραση του Kps του CaF₂, χρησιμοποιώντας το x ως τη μοριακότητα του αλατιού;

Ανάλυση:

Αρχικά, είναι απαραίτητο να ρυθμιστεί η εξίσωση διαχωρισμού άλατος:

CaCl₂ → Γα⁺² + 2 Cl^-1

Στην εξίσωση, έχουμε 1 mole CaF₂ απελευθερώνει 1 mole CaF₂ και 2 γραμμομόρια F^-1. Επομένως, εάν η γραμμομοριακότητα του άλατος είναι x, η μοριακότητα του Ca⁺² θα είναι x και η μοριακότητα του F^-1 θα είναι 2x.

Με αυτά τα δεδομένα, μπορούμε να συγκεντρώσουμε την έκφραση του Kps αλατιού:

Kps = [Ca⁺²]. [ΦΑ^-1]

Kps = x. (2x)²

Kps = x. 4χ²

Kps = 4χ³

2) (Mackenzie-SP) Προσδιορίστε το προϊόν διαλυτότητας (Kps) ανθρακικού ασβεστίου (CaCO₃) που έχει διαλυτότητα 0,013 g / L, στα 20^ΟΝΤΟ. Δεδομένα: Ca = 40; C = 12; Ο = 16.

Ανάλυση:

Πρέπει να μετατρέψουμε τη συγκέντρωση που παρέχεται από την άσκηση από g / L σε mol / L, καθώς αυτή είναι η μονάδα συγκέντρωσης που χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς Kps. Για να γίνει αυτό, υπολογίστε τη μοριακή μάζα του άλατος και στη συνέχεια διαιρέστε τη συγκέντρωση που δίνεται από τη μοριακή μάζα:

- Υπολογισμός μοριακής μάζας:

MCACO₃ = 40 + 12 + 3.(16)

MCACO₃ = 40 + 12 + 48

MCACO₃ = 100g / mol

Μετατροπή της συγκέντρωσης (C) από g / L σε mol / L (M):

Μ =  ΝΤΟ
Μ_CaCO3

Μ = 0,013
100

Μ = 1.3.10^-4 φίλη αλήτη

Έχοντας στο χέρι τη μοριακότητα του άλατος, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τη συγκέντρωση καθενός από τα ιόντά του με βάση τη διάσπασή τους:

CaCO₃ → Γα⁺² + CO₃^-2

Ως mole CaCO₃ απελευθερώνει 1 mole Ca⁺² και 1 γραμμομόριο CO₃^-2, η συγκέντρωση κάθε ιόντος θα είναι ίση με εκείνη του άλατος, δηλαδή 1.3.10^-4. Τέλος, απλώς υπολογίστε το Kps από την έκφραση που συγκεντρώνεται από την εξίσωση διάστασης αλατιού:

Kps = [Ca⁺²]. [CO₃^-2]

Kps = 1.3.10^-4. 1,3.10^-4.

Kps = 1.69.10^-8 (φίλη αλήτη)²

3) (F.C. Chagas-BA) Η διαλυτότητα ενός συγκεκριμένου χλωριούχου MCl₂ στο νερό είναι 1,0. 10^-3 φίλη αλήτη. Ποια θα είναι η αξία του προϊόντος διαλυτότητάς σας:

Ανάλυση:

Η άσκηση μας έχει ήδη παράσχει τη μοριακότητα του ηλεκτρολύτη, οπότε αρκεί να πραγματοποιήσουμε τη διάσπασή του για να προσδιορίσουμε τη μοριακή συγκέντρωση κάθε ιόντος και του Kps.

MCI₂ → Μ⁺² + 2 Cl^-1

Ως 1 mol MCl₂ δίνει 1 mol M⁺² και 2 γραμμομόρια Cl^-1, η μοριακότητα του Μ⁺² θα είναι ίσο με 1.0.10^-3, και αυτό από τον Cl^-1 θα είναι διπλό, δηλαδή 2.0.10^-3. Τέλος, απλώς υπολογίστε το Kps από την έκφραση που συναρμολογείται από την εξίσωση διάστασης ηλεκτρολύτη:

Kps = [Μ⁺²]. [Κλ^-1]²

Kps = 1.0.10^-3. (2,0.10^-3)².

Kps = 1.0.10^-3. 4,0.10^-6

Kps = 4.10^-9 (φίλη αλήτη)²

4) (OSEC-SP) Το προϊόν διαλυτότητας του βρωμιούχου αργύρου είναι 5,2 × 10^-13. Εάν το διάλυμα περιέχει 2,0 × 10^-2 mol του Br^-, ποια θα είναι η μέγιστη συγκέντρωση ιόντων⁺_(εδώ) χρειάζεται να μην καθιζάνει βρωμιούχο άργυρο (AgBr);

Ανάλυση:

Τα δεδομένα που παρέχονται από την άσκηση είναι:

Kps: 5.2.10^-13

[Μπρ^-1] = 2.10^-2

[Αγ⁺¹] = ?

Ας αναλύσουμε τη διάσταση του παρεχόμενου αλατιού:

AgBr → Ag⁺¹ + Br^-1

Έχουμε ότι 1 mol αλατιού δημιουργεί 1 mol Ag⁺¹ και 1 γραμμομόριο Br^-1. Έτσι, συγκεντρώνοντας την έκφραση Kps από αυτά τα δεδομένα, μπορούμε να βρούμε τη μέγιστη συγκέντρωση των ιόντων⁺¹:

Kps = [Αγ⁺¹[Br^-1]

5,2.10^-13 = [Αγ⁺¹].2,0.10^-2

[Αγ⁺¹] = 5,2.10^-13
2,0.10^-2

[Αγ⁺¹] = 2,6.10^-11 φίλη αλήτη

Από μένα. Diogo Lopes Dias