O Výpočet Kps (produkt rozpustnosti) súvisí s dvoma chemickými rovnováhami, ktoré nastávajú, keď a elektrolyt (soľ, báza alebo kyselina) ťažko rozpustný vytvára s vodou nasýtený roztok pozadie. Tieto dve zostatky sú:
rovnováha rozpúšťania
XTheY.b (tu) → XTheY.b (ppt)
V tejto rovnováhe sa rýchlosť, pri ktorej sa elektrolyt rozpúšťa vo vode, rovná rýchlosti, pri ktorej sa zráža. Rovnovážna konštanta (Kc) je:
Kc = 1
XTheY.b (tu)
zostatok disociácia
XaYb (tu) → aX+(tu) + bY-(tu)
ako elektrolyt rozpúšťa sa vo vode, automaticky on ak disociuje, uvoľňuje katión a anión. V tomto prípade je rovnovážna konštanta (Kc):
Kc = [X+]The. [Y-]B
[XTheY.b (tu)]
Molarita elektrolytu v roztoku je vždy konštantná, takže to môžeme zahrnúť do Kc:
Kc. ŠahYb (aq) = X+ a. Y.-B
Zahrnutím molarity elektrolytu do Kc sa nazýva Kps, a molarita (rozpustnosť alebo koeficient rozpustnosti) iónov sa zvýši na ich príslušné exponenty:
Kps = [X+ a]. [Y-B]
Pretože Kps súvisí s iónmi uvoľňovanými elektrolytom, pre vývoj výpočtu tejto konštanty je dôležité vedieť, že molarita katiónu a aniónu
vždy dodržiava vzťah v moloch s molaritou elektrolytu pôvodu, to znamená:CaCl2 → Ca+2 + 2 Cl-1
Pri pozorovaní rovnice disociácie elektrolytov máme 1 mol CaCl2 je pre 1 mol Ca+2 a 2 móly Cl-1. Teda ak je koncentrácia CaCl2 pre x, to je Ca+2 bude x a to Cl-1 bude 2x.
♦ Príklady výpočtu Kps
1) (UFRJ) Aký bude výraz Kps CaF2, použitie x ako molaritu soli?
Rozhodnutie:
Spočiatku je potrebné nastaviť rovnicu disociácie solí:
CaCl2 → Ca+2 + 2 Cl-1
V rovnici máme 1 mol CaF2 uvoľňuje 1 mól CaF2 a 2 móly F-1. Ak je teda molarita soli x, molarita Ca+2 bude x a molarita F-1 bude 2x.
S týmito údajmi môžeme zostaviť vyjadrenie Kps soli:
Kps = [Ca+2]. [F.-1]
Kps = x. (2x)2
Kps = x. 4x2
Kps = 4x3
2) (Mackenzie-SP) Stanovte produkt rozpustnosti (Kps) uhličitanu vápenatého (CaCO3), ktorý má rozpustnosť 0,013 g / l, pri 20 ° COÇ. Údaje: Ca = 40; C = 12; O = 16.
Rozhodnutie:
Musíme transformovať koncentráciu poskytnutú cvičením z g / l na mol / l, pretože toto je koncentračná jednotka použitá vo výpočtoch Kps. Za týmto účelom vypočítajte molárnu hmotnosť soli a potom vydelte koncentráciu danú molárnou hmotnosťou:
- Výpočet molárnej hmotnosti:
MCACO3 = 40 + 12 + 3.(16)
MCACO3 = 40 + 12 + 48
MCACO3 = 100 g / mol
Konverzia koncentrácie (C) z g / l na mol / l (M):
M = Ç
MCaCO3
M = 0,013
100
M = 1.3.10-4 mol / l
Keď máme v ruke molaritu soli, je potrebné poznať koncentráciu každého z jej iónov na základe ich disociácie:
CaCO3 → Ca+2 + CO3-2
Ako mól CaCO3 uvoľní 1 mól Ca+2 a 1 mól CO3-2, bude koncentrácia každého iónu rovná koncentrácii soli, to znamená 1.3.10-4. Na záver stačí vypočítať Kps z výrazu zostaveného rovnicou disociácie solí:
Kps = [Ca+2]. [CO3-2]
Kps = 1.3.10-4. 1,3.10-4.
Kps = 1.69.10-8 (mol / l)2
3) (F.C. Chagas-BA) Rozpustnosť určitého chloridu MCl2 vo vode je 1,0. 10-3 mol / l. Aká bude hodnota vášho produktu rozpustnosti:
Rozhodnutie:
Cvičenie nám už poskytlo molaritu elektrolytu, takže na stanovenie molárnej koncentrácie každého iónu a Kps stačí vykonať jeho disociáciu.
MCI2 → M.+2 + 2 Cl-1
Ako 1 mol MCl2 dáva 1 mol M+2 a 2 móly Cl-1, molarita M+2 sa bude rovnať 1.0.10-3a ten z Cl-1 bude dvojnásobok, teda 2.0.10-3. Na záver stačí vypočítať Kps z výrazu zostaveného rovnicou disociácie elektrolytov:
Kps = [M+2]. [Cl-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 (mol / l)2
4) (OSEC-SP) Produkt rozpustnosti bromidu strieborného je 5,2 × 10-13. Ak roztok obsahuje 2,0 × 10-2 mol br-, aká bude maximálna koncentrácia iónov Ag+(tu) potrebné na vyzrážanie bromidu strieborného (AgBr)?
Rozhodnutie:
Údaje poskytnuté cvičením sú:
Kps: 5.2.10-13
[Br-1] = 2.10-2
[Ag+1] = ?
Poďme analyzovať disociáciu dodanej soli:
AgBr → Ag+1 + Br-1
Máme, že 1 mol soli dáva 1 mol Ag+1 a 1 mol Br-1. Zostavením výrazu Kps z týchto údajov teda môžeme nájsť maximálnu koncentráciu iónov Ag+1:
Kps = [Ag+1]. [Br-1]
5,2.10-13 = [Ag+1].2,0.10-2
[Ag+1] = 5,2.10-13
2,0.10-2
[Ag+1] = 2,6.10-11 mol / l
Podľa mňa. Diogo Lopes Dias
