Innhold

• Å trå
• Metode 1 av 2: Bruke raske regler
• Metode 2 av 2: Beregning av løseligheten til K._sp
• Nødvendigheter
• Tips
• Advarsler

I kjemi brukes løselighet til å beskrive egenskapene til et fast stoff som blandes med og fullstendig oppløses i en væske uten å etterlate uoppløste partikler. Bare (ladede) ioniske forbindelser er oppløselige. For praktiske formål er det nok å huske noen få regler eller konsultere en liste over regler for å fortelle deg om de fleste ioniske forbindelser vil forbli faste når de blandes med vann, eller om en betydelig mengde vil oppløses. I virkeligheten vil noen molekyler oppløses selv om du ikke ser noen endringer, så for nøyaktige eksperimenter må du vite hvordan du skal beregne denne mengden.

Å trå

Metode 1 av 2: Bruke raske regler

1. Lær mer om ioniske forbindelser. Hvert atom har normalt et antall elektroner, men noen ganger får eller mister de ett ekstra elektron. Resultatet er ett ion med en elektrisk ladning. Når et ion med negativ ladning (et ekstra elektron) møter et ion med en positiv ladning (et elektron mangler), binder de seg sammen, akkurat som den negative og positive enden av to magneter. Resultatet er en ionisk binding.
   • Det kalles ioner med negativ ladning anionerog ioner med en positiv ladning kationer.
   • Normalt er antall elektroner i et atom lik antall protoner, der de elektriske ladningene er i likevekt.
2. Kjenn løselighet. Vannmolekyler (H.₂O) har en uvanlig struktur som de oppfører seg som en magnet med: den ene enden har en positiv ladning mens den andre enden er negativt ladet. Når du blander en ionebinding med vann, samles disse "vannmagneterne" rundt den og prøver å trekke de positive og negative ionene fra hverandre. Noen ionebindinger er ikke veldig tette sammen; disse er løseligfordi vann vil rive og oppløse bindingen. Andre kompositter har sterkere bånd, og er Ikke løseligfordi de kan holde sammen til tross for vannmolekylene.
   • Noen forbindelser har indre bindinger som er sammenlignbare i styrke til trekket i vannet. Disse stoffene er moderat løselig, fordi en betydelig del (men ikke alle) av obligasjonene blir trukket fra hverandre.
3. Studer oppløselighetsreglene. Siden interaksjonen mellom atomer er ganske kompleks, er det ikke alltid intuitivt hvilke forbindelser som er løselige og uoppløselige. Finn det første ionet i forbindelsen i listen nedenfor for å finne ut hvordan det vanligvis oppfører seg, og sjekk deretter unntakene for å sikre at det andre ionet ikke virker unormalt.
   • For eksempel å bruke strontiumklorid (SrCl₂), søk etter Sr eller Cl i de dristige trinnene som er angitt nedenfor. Cl er "for det meste løselig" så se etter unntak nedenfor. Sr er ikke angitt som unntak, så SrCl₂ være løselig.
   • De vanligste unntakene fra hver regel er listet opp nedenfor. Det er andre unntak, men du vil sannsynligvis ikke finne dem i en vanlig kjemiklasse eller et laboratorium.
4. Forbindelser er løselige når de inneholder alkalimetaller, inkludert Li, Na, K, Rb og Cs. Disse kalles også elementene i gruppe IA: litium, natrium, kalium, rubidium og cesium. Nesten hvilken som helst forbindelse med noen av disse ionene er løselig.
   • Unntak: Li₃PO₄ er ikke løselig.
5. Forbindelser med NO₃, C₂H.₃O₂, NEI₂, ClO₃ og ClO₄ er løselig. Disse er henholdsvis nitrat-, acetat-, nitritt-, klorat- og perklorationer. Merk at acetat ofte forkortes med OAc.
   • Unntak: Ag (OAc) (sølvacetat) og Hg (OAc)₂ (kvikksølvacetat) er ikke løselig.
   • AgNO₂ og KClO₄ er bare "delvis løselig".
6. forbindelser med Cl, Br og I er vanligvis oppløselige. Klorid-, bromid- og jodidioner danner nesten alltid oppløselige forbindelser, også kjent som halogensalter.
   • Unntak: Hvis en av disse binder seg med ioner av sølv (Ag), kvikksølv (Hg₂), eller bly (Pb), er resultatet ikke løselig. Det samme gjelder de mindre vanlige forbindelsene med kobber (Cu) og tallium (Tl).
7. Tilkoblinger til SO₄ er vanligvis løselig. Sulfationen danner vanligvis oppløselige forbindelser, men det er flere unntak.
   • Unntak: Sulfationen danner uoppløselige forbindelser med følgende ioner: strontium Sr, barium Ba, bly Pb, sølv Ag, kalsium Ca, radium Ra og diatomisk sølv Ag₂. Vær oppmerksom på at sølvsulfat og kalsiumsulfat oppløses akkurat nok til å bli kalt lite løselige.
8. Forbindelser med OH eller S er ikke løselig. Dette er henholdsvis hydroksid- og sulfidionene.
   • Unntak: Husker du alkalimetallene (gruppe I-A) og hvor mye de liker å danne uoppløselige forbindelser? Li, Na, K, Rb og Cs danner alle oppløselige forbindelser med hydroksid- eller sulfidioner. I tillegg danner hydroksyd oppløselige salter med jordalkalimetaller (gruppe II-A) ioner: kalsium Ca, strontium Sr og barium Ba. Vær oppmerksom på at hydroksydet med jordalkaliforbindelse har akkurat nok molekyler til å kle seg sammen til noen ganger å bli ansett som "lite løselige".
9. Forbindelser med CO₃ eller PO₄ er ikke løselig. Sjekk en siste gang for karbonat- og fosfationer, og du bør vite hva du kan forvente av forbindelsen.
   • Unntak: Disse ionene danner løselige forbindelser med de vanlige stoffene, alkalimetallene Li, Na, K, Rb og Cs, samt med ammonium NH₄.

Metode 2 av 2: Beregning av løseligheten til K._sp

1. Slå opp løselighetsproduktet til konstant K._sp. Denne konstanten er forskjellig for hver tilkobling, så du må slå den opp i en tabell i læreboka eller online. Siden disse verdiene bestemmes eksperimentelt, kan de variere veldig fra tabell til tabell, så det er best å bruke tabellen i læreboka, hvis det er en. Med mindre annet er oppgitt, antar de fleste tabeller en omgivelsestemperatur på 25o C.
   • For eksempel hvis du vil oppløse blyjodid (PbI₂), skriv ned likevektskonstanten til løselighetsproduktet. Hvis du bruker en tabell på bilbo.chm.uri.edu, bruker du konstant 7,1 × 10.
2. Først skriver du ned den kjemiske ligningen. Først må du bestemme hvordan forbindelsen brytes ned til ioner når den oppløses. Skriv nå en ligning med K._sp på den ene siden og de enkelte ionene på den andre.
   • For eksempel et molekyl av PbI₂ deler seg i ionene Pb, I og en annen I (du trenger bare å vite eller slå opp ladningen til ett ion, fordi du vet at den totale forbindelsen alltid har en nøytral ladning).
   • Skriv ligningen 7.1 × 10 = [Pb] [I]
3. Juster ligningen for å bruke variabler. Skriv om ligningen som et enkelt algebra-problem, ved å bruke din kunnskap om antall molekyler eller ioner. Sett x lik mengden av stoffet som vil oppløses, og skriv om variablene som antall for hvert ion i form av x.
   • I vårt eksempel skriver vi om 7.1 × 10 = [Pb] [I]
   • Siden det bare er ett blyion (Pb) i forbindelsen, vil antallet oppløste forbindelsesmolekyler være lik antall frie blyioner. Så vi kan erstatte [Pb] med x.
   • Siden det er to jodioner (I) for hvert blyion, kan vi likestille antall jodatomer til 2x.
   • Ligningen lyder nå 7,1 × 10 = (x) (2x)
4. Tenk på vanlige ioner, hvis noen. Hopp over dette trinnet hvis du løser opp forbindelsen i rent vann. Imidlertid, hvis forbindelsen er oppløst i en løsning som allerede inneholder en eller flere av bestanddelene (et "vanlig ion"), reduseres løseligheten betydelig. Effekten av de vanlige ionene er mest merkbar i forbindelser som for det meste er uoppløselige, og i disse tilfellene kan det antas at det store flertallet av ionene i likevekt kommer fra ionet som allerede er tilstede i løsningen. Skriv om ligningen med den kjente molare konsentrasjonen (mol per liter eller M) av ionene som allerede er i løsningen, og erstatt verdien av x du brukte for det ionet.
   • For eksempel hvis blyjodforbindelsen vår ble oppløst i en løsning som inneholdt 0,2 M blyklorid (PbCl₂), så kan vi skrive ligningen om som 7.1 × 10 = (0.2M + x) (2x). Og da, fordi 0,2M er en så høyere konsentrasjon enn x, kan vi trygt skrive om dette som 7,1 × 10 = (0,2 M) (2x).
5. Løs ligningen. Løs for x og vet hvor løselig forbindelsen er. På grunn av måten løselighetskonstanten er definert på, vil svaret ditt uttrykkes som antall mol oppløst forbindelse per liter vann. Du trenger kanskje en kalkulator for å finne det endelige svaret.
   • Følgende gjelder løselighet i rent vann, ikke med vanlige ioner.
   • 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 mol per liter vil oppløses. Dette er en veldig liten mengde, så du vet at denne forbindelsen i utgangspunktet er lite løselig.

Nødvendigheter

• Tabell over konstanter for løselighetsprodukter (K._sp) for tilkoblinger.

Tips

• Hvis du har data fra eksperimenter om i hvilken grad en forbindelse er oppløst, kan du bruke samme ligning for å løse løselighetskonstanten K_sp.

Advarsler

• Det er ingen allment akseptert definisjon av disse begrepene, men kjemikere er enige om flertallet av forbindelsene. Noen marginale tilfeller angående forbindelser med en betydelig andel av oppløste og uoppløste molekyler kan beskrives med forskjellige løselighetstabeller.
• Noen eldre lærebøker gir NH₄OH igjen som en løselig blanding. Dette er feil; små mengder NH₄ og OH-ioner kan observeres, men kan ikke isoleres for å danne en forbindelse.