O Izračun Kps (produkt topnosti) je povezan z dvema kemijskima ravnotežjema, ki se pojavita, kadar a elektrolit (sol, baza ali kislina), slabo topen, tvori nasičeno raztopino z vodo ozadje. Dve bilanci sta:
ravnotežje raztapljanja
XTheY.b (tukaj) → XTheY.b (ppt)
V tem ravnovesju je hitrost, s katero se elektrolit raztopi v vodi, enaka hitrosti, s katero se obori. Konstanta ravnotežja (Kc) je:
Kc = 1
XTheY.b (tukaj)
bilanca disocijacija
XaYb (tukaj) → aX+(tukaj) + bY-(tukaj)
kot elektrolit raztopi v vodi, samodejno on if disociira, sprošča kation in anion. V tem primeru je ravnotežna konstanta (Kc):
Kc = [X+]The. [Y-]B
[XTheY.b (tukaj)]
Molarnost elektrolita v raztopini je vedno konstantna, tako da ga lahko vključimo v Kc:
Kc. ŠahYb (vodno) = X+ a. Y.-B
Z vključitvijo molarnosti elektrolita v Kc se imenuje Kps, in molarnosti (topnost ali koeficient topnosti) ionov se dvignejo na njihove ustrezne eksponente:
Kps = [X+ a]. [Y-B]
Ker je Kps povezan z ioni, ki jih sprošča elektrolit, za razvoj izračuna te konstante je pomembno vedeti, da sta molarnost kationa in aniona
vedno upošteva razmerje v molih z molarnostjo izvornega elektrolita, to je:CaCl2 → Ca+2 + 2 Kl-1
Ob upoštevanju enačbe disociacije elektrolitov imamo 1 mol CaCl2 je za 1 mol Ca+2 in 2 mola Cl-1. Če torej koncentracija CaCl2 za x ta za Ca+2 bo x in Cl-1 bo 2x.
♦ Primeri izračuna Kps
1) (UFRJ) Kakšen bo izraz Kps CaF2, z uporabo x kot molarnosti soli?
Resolucija:
Sprva je treba določiti enačbo disociacije soli:
CaCl2 → Ca+2 + 2 Kl-1
V enačbi imamo 1 mol CaF2 sprosti 1 mol CaF2 in 2 mola F-1. Če je torej molarnost soli x, je molarnost Ca+2 bo x in molarnost F-1 bo 2x.
S temi podatki lahko sestavimo izraz Kps soli:
Kps = [Ca+2]. [F-1]
Kps = x. (2x)2
Kps = x. 4x2
Kps = 4x3
2) (Mackenzie-SP) Določite produkt topnosti (Kps) kalcijevega karbonata (CaCO3), ki ima topnost 0,013 g / L, pri 20OÇ. Podatki: Ca = 40; C = 12; O = 16.
Resolucija:
Koncentracijo, ki jo zagotavlja vaja, moramo pretvoriti iz g / L v mol / L, saj je to enota koncentracije, uporabljena pri izračunih Kps. V ta namen izračunamo molsko maso soli in nato delimo koncentracijo, določeno z molsko maso:
- Izračun molske mase:
MCACO3 = 40 + 12 + 3.(16)
MCACO3 = 40 + 12 + 48
MCACO3 = 100g / mol
Pretvorba koncentracije (C) iz g / L v mol / L (M):
M = Ç
MCaCO3
M = 0,013
100
M = 1.3.10-4 mol / L
Glede na molarnost soli je treba vedeti koncentracijo vsakega njenega iona od njihove disociacije:
CaCO3 → Ca+2 + CO3-2
Kot mol CaCO3 sprosti 1 mol Ca+2 in 1 mol CO3-2, koncentracija vsakega iona bo enaka koncentraciji soli, to je 1.3.10-4. Na koncu samo izračunajte Kps iz izraza, sestavljenega z enačbo disociacije soli:
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) Topnost določenega MC1 klorida2 v vodi 1,0. 10-3 mol / L. Kolikšna bo vrednost vašega izdelka topnosti:
Resolucija:
Vaja nam je že zagotovila molarnost elektrolita, zato je dovolj, da izvedemo njegovo disociacijo, da določimo molsko koncentracijo vsakega iona in Kps.
MCI2 → M+2 + 2 Kl-1
Kot 1 mol MCl2 daje 1 mol M+2 in 2 mola Cl-1, molarnost M+2 bo enako 1.0.10-3, in tisto iz Cl-1 bo dvojno, to je 2.0.10-3. Na koncu še izračunajte Kps iz izraza, sestavljenega z enačbo disociacije elektrolita:
Kps = [M+2]. [Kl-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 topnosti srebrovega bromida je 5,2 × 10-13. Če raztopina vsebuje 2,0 × 10-2 mol Br-, kolikšna bo največja koncentracija Ag-ionov+(tukaj) potrebno, da ne oborimo srebrovega bromida (AgBr)?
Resolucija:
Podatki, pridobljeni z vajo, so:
Kps: 5.2.10-13
[Br-1] = 2.10-2
[Ag+1] = ?
Analizirajmo disociacijo dobavljene soli:
AgBr → Ag+1 + Br-1
Imamo, da 1 mol soli povzroči 1 mol Ag+1 in 1 mol Br-1. Tako lahko z zbiranjem izraza Kps iz teh podatkov najdemo največjo koncentracijo ionov 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
Jaz, Diogo Lopes Dias