Περιεχόμενο

• Βήματα
• Ο, τι χρειάζεσαι
• Συμβουλή
• Προειδοποίηση

Στη χημεία, η διαλυτότητα χρησιμοποιείται για να περιγράψει τις ιδιότητες μιας στερεάς ένωσης όταν διαλύεται πλήρως σε ένα υγρό χωρίς να αφήσει κανένα αδιάλυτο υπόλειμμα. Μόνο ιοντικές ενώσεις (φορτισμένες) είναι διαλυτές. Στην πραγματικότητα, χρειάζεται μόνο να απομνημονεύσετε μερικούς κανόνες ή να αναζητήσετε τη βιβλιογραφία για να μάθετε εάν μια ιοντική ένωση θα παραμείνει στερεή όταν προστίθεται στο νερό ή εάν διαλύεται μεγάλη ποσότητα. Στην πραγματικότητα, μια συγκεκριμένη ποσότητα μορίων θα διαλυθεί ακόμη και αν δεν δείτε καμία αλλαγή, οπότε για να είναι ακριβές το πείραμα πρέπει να ξέρετε πώς να υπολογίσετε αυτήν την ποσότητα διαλυμένης ουσίας.

Βήματα

Μέθοδος 1 από 2: Χρησιμοποιήστε γρήγορους κανόνες

1. 

   Μάθετε για τις ιοντικές ενώσεις. Κάθε άτομο έχει συνήθως έναν συγκεκριμένο αριθμό ηλεκτρονίων, αλλά μερικές φορές παίρνει ή δίνει ένα ηλεκτρόνιο. Αυτή η διαδικασία το κάνει ένα ιόντα χρεωθεί. Όταν ένα ιόν με αρνητικό φορτίο (περίσσεια ενός ηλεκτρονίου) συναντά ένα ιόν με θετικό φορτίο (λείπει ένα ηλεκτρόνιο), θα συνδέονται μεταξύ τους όπως η κάθοδος και η άνοδος δύο μαγνητών. Το αποτέλεσμα σχηματίζει μια ιοντική ένωση.
   • Τα εικονίδια έχουν αρνητική χρέωση ανιόντα, και τα ιόντα ονομάζονται θετικά φορτία κατιόν.
   • Κανονικά ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο είναι ίσος με τον αριθμό των πρωτονίων, επομένως δεν έχει καμία επιβάρυνση.

2. 

   
   
   Κατανοήστε τη διαλυτότητα. Μόριο νερού (Η₂Ο) έχει ακανόνιστη δομή έτσι μοιάζει με μαγνήτη: το ένα άκρο έχει θετικό φορτίο και το άλλο έχει αρνητικό φορτίο. Όταν βάζετε μια ιοντική ένωση στο νερό, αυτοί οι "μαγνήτες" νερού συγκεντρώνονται γύρω από αυτό, προσπαθώντας να διαχωρίσουν τα θετικά και αρνητικά ιόντα.
   • Ορισμένες ιονικές ενώσεις δεν απορροφώνται πολύ σφιχτά, θεωρούνται διαλυτός Επειδή θα διαχωριστεί και θα διαλυθεί όταν προστεθεί στο νερό. Άλλες ενώσεις έχουν ισχυρότερους δεσμούς αδιάλυτος επειδή τα ιόντα έλκονται μεταξύ τους ανεξάρτητα από την έλξη του μορίου του νερού.
   • Ορισμένες ενώσεις έχουν δύναμη πρόσδεσης ισοδύναμη με την έλξη ενός μορίου νερού. Θεωρούνται ελαφρώς διαλυτό γιατί οι περισσότερες ενώσεις θα διαχωριστούν, αλλά οι υπόλοιπες θα έλκονται μεταξύ τους.

3. 

   
   
   Κατανοήστε την αρχή της διάλυσης. Επειδή οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων είναι τόσο περίπλοκες, δεν μπορείτε να βασιστείτε στη διαίσθηση για να διακρίνετε ποιες ενώσεις μπορούν ή όχι. Αναζητήστε το πρώτο ιόν της ένωσης στην παρακάτω λίστα για τις κοινές ιδιότητές του και, στη συνέχεια, ελέγξτε για εξαιρέσεις για να βεβαιωθείτε ότι το δεύτερο ιόν δεν αλληλεπιδρά αφύσικα με αυτό.
   • Για παράδειγμα, για να ελέγξετε το χλωριούχο στρόντιο (SrCl₂), αναζητήστε Sr ή Cl με τα έντονα βήματα παρακάτω. Το Cl είναι "συνήθως διαλυτό", οπότε ελέγξτε για εξαιρέσεις κάτω από αυτό. Το Sr δεν περιλαμβάνεται στη λίστα εξαιρέσεων, επομένως το SrCl₂ πρέπει να είναι διαλυτό.
   • Οι πιο κοινές εξαιρέσεις σε κάθε κανόνα γράφονται κάτω από τον κανόνα. Υπάρχουν άλλες εξαιρέσεις, αλλά είναι απίθανο να συμβούν κατά τη διάρκεια της κανονικής χημείας ή των εργαστηριακών ωρών.

4. 

   
   
   Οι ενώσεις είναι διαλυτές όταν περιέχουν αλκαλικά μέταλλα όπως Li, Na, K, Rb και Cs. Αυτά τα μέταλλα είναι επίσης γνωστά ως στοιχεία της ομάδας IA: λίθιο, νάτριο, κάλιο, ρουβίδιο και καίσιο. Σχεδόν όλες οι ενώσεις που περιέχουν ένα από αυτά τα ιόντα είναι διαλυτές.
   • Εξαίρεση: Λι₃ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ₄ αδιάλυτος.

5. 

   ΟΧΙ ενώσεις₃, Γ₂Η₃Ο₂, ΟΧΙ₂, ClO₃ και ClO₄ είναι όλα διαλυτά. Τα ονόματα που αντιστοιχούν στα παραπάνω ιόντα είναι νιτρικά, οξικά, νιτρώδη, χλωρικά και υπερχλωρικά. Σημειώστε ότι το οξικό συχνά συντομεύεται ως OAc.
   • Εξαίρεση: Ag (OAc) (οξικός άργυρος) και Hg (OAc)₂ (οξικός υδράργυρος) αδιάλυτο.
   • ΑΓΝΟ₂ και KClO₄ μόνο "ελαφρώς λιωμένο".

6. 

   Οι ενώσεις των Cl, Br και Ι είναι συνήθως διαλυτές. Τα ιόντα χλωριδίου, βρωμιδίου και ιωδιούχου σχηματίζουν σχεδόν πάντα διαλυτές ενώσεις, που ονομάζονται άλατα αλογόνου.
   • Εξαίρεση: Εάν κάποιο από τα παραπάνω ιόντα συνδυαστεί με ασημένια ιόντα Ag, ο υδράργυρος Hg₂, ή Pb μόλυβδος, θα σχηματίσει αδιάλυτες ενώσεις. Το ίδιο ισχύει για τις λιγότερο κοινές ενώσεις που σχηματίζονται όταν συνδυάζονται με χαλκό Cu και thali Tl.

7. 

   Ενώσεις που περιέχουν SO₄ συνήθως διαλυτό. Τα θειικά ιόντα συχνά σχηματίζουν διαλυτές ενώσεις, αλλά υπάρχουν πολλές εξαιρέσεις.
   • Εξαίρεση: Τα θειικά ιόντα σχηματίζουν μια αδιάλυτη ένωση με τα ακόλουθα ιόντα: στρόντιο Sr, βάριο Ba, μόλυβδο Pb, άργυρο Ag, ασβέστιο Ca, ράδιο Ra και άτομα αργύρου Ag₂. Σημειώστε ότι το θειικό άργυρο και το θειικό ασβέστιο είναι μόνο μέτρια διαλυτά, επομένως ορισμένοι θεωρούν ότι είναι ελαφρώς διαλυτοί.

8. 

   Ουσίες που περιέχουν ΟΗ ή S είναι αδιάλυτες. Τα αντίστοιχα ονόματα για αυτά τα ιόντα είναι υδροξείδια και σουλφίδια.
   • Εξαίρεση: Θυμάστε αλκαλικά μέταλλα (Ομάδες Ι-Α) και πώς τους αρέσει να σχηματίζουν διαλυτές ενώσεις; Τα Li, Na, K, Rb και Cs σχηματίζουν ενώσεις που είναι διαλυτές με ιόντα υδροξειδίου ή θειούχου. Επιπλέον, τα υδροξείδια σχηματίζουν άλατα που είναι διαλυτά με ιόντα μετάλλων αλκαλικής γαίας (Ομάδα II-A): ασβέστιο Ca, στρόντιο Sr και βάριο Ba. Σημείωση: οι ενώσεις που κατασκευάζονται από υδροξείδια και μέταλλα αλκαλίων έχουν πράγματι σημαντικό αριθμό μορίων που παραμένουν συνδεδεμένα μεταξύ τους, οπότε μερικές φορές θεωρούνται "ελαφρώς διαλυτά".

9. 

   Ενώσεις που περιέχουν CO₃ ή PO₄ αδιάλυτος. Ελέγξτε για τελευταία φορά για τα ανθρακικά και φωσφορικά ιόντα και θα δείτε εάν η ένωση σας είναι διαλυτή.
   • Εξαίρεση: Αυτά τα ιόντα σχηματίζουν ενώσεις που είναι διαλυτές με αλκαλικά μέταλλα όπως Li, Na, K, Rb και Cs, καθώς και με το ιόν αμμωνίου NH₄.
   διαφήμιση

Μέθοδος 2 από 2: Υπολογίστε τη διαλυτότητα από τη σταθερά Κ_sp

1. 

   Αναζητήστε τη σταθερά προϊόντος διαλυτότητας K_sp. Αυτή η σταθερά είναι διαφορετική για κάθε ένωση, οπότε θα πρέπει να την αναζητήσετε σε ένα γράφημα σε ένα βιβλίο ή στο διαδίκτυο. Δεδομένου ότι αυτές οι τιμές καθορίζονται πειραματικά και μπορεί να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ γραφημάτων, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε το γράφημα του βιβλίου του βιβλίου εάν είναι διαθέσιμο. Εκτός αν ορίζεται διαφορετικά, τα περισσότερα οικόπεδα θεωρούν θερμοκρασία δοκιμής 25ºC.
   • Για παράδειγμα, ας πούμε ότι διαλύετε ιωδιούχο μόλυβδο με τον τύπο PbI₂, γράψτε τη σταθερά του προϊόντος διαλυτότητάς του. Εάν αναφέρεστε στο γράφημα στο bilbo.chm.uri.edu τότε χρησιμοποιείτε τη σταθερά 7,1 × 10.

2. 

   Γράψτε μια χημική εξίσωση. Το πρώτο, προσδιορίστε το ιοντικό σχήμα διαχωρισμού αυτής της ένωσης όταν διαλύεται. Στη συνέχεια, γράψτε την εξίσωση με το Κ_sp στη μία πλευρά και τα συστατικά ιόντα στην άλλη πλευρά.
   • Για παράδειγμα, ένα μόριο PbI₂ αποσυνδεθείτε στα ιόντα Pb, I και I. (Το μόνο που χρειάζεται είναι να γνωρίζετε ή να ελέγχετε το φορτίο ενός ιόντος, αφού όλες οι ενώσεις είναι πάντα ηλεκτρικά ουδέτερες).
   • Γράψτε την εξίσωση 7,1 × 10 =
   • Αυτή η εξίσωση είναι η σταθερά διαλυτότητας, μπορείτε να μάθετε για 2 ιόντα στο γράφημα διαλυτότητας. Επειδή υπάρχουν 2 λιοντάρια, πρέπει να είναι τετραγωνικά.

3. 

   Μετατροπή εξισώσεων για χρήση μεταβλητών. Ξαναγράψτε την εξίσωση χρησιμοποιώντας κανονικές αλγεβρικές μεθόδους, χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες που γνωρίζετε για τον αριθμό των μορίων και των ιόντων. Ορίστε το x ίσο με τη μάζα της ένωσης για διάλυση και ξαναγράψτε την εξίσωση όπου το x αντιπροσωπεύει τον αριθμό κάθε ιόντος.
   • Σε αυτό το παράδειγμα, πρέπει να ξαναγράψουμε την εξίσωση 7,1 × 10 =
   • Δεδομένου ότι υπάρχει μόνο ένα ιόν μολύβδου (Pb) στην ένωση, ο αριθμός των διαλυμένων μορίων είναι ίσος με τον αριθμό των ελεύθερων ιόντων μολύβδου. Ως εκ τούτου μπορούμε να το ρυθμίσουμε στο x.
   • Δεδομένου ότι υπάρχουν δύο ιόντα ιωδίου (Ι) για κάθε ιόν μολύβδου, ορίζουμε τον αριθμό των ατόμων ιωδίου ίσο με 2x.
   • Τώρα η εξίσωση γίνεται 7,1 × 10 = (x) (2x)

4. 

   Λάβετε υπόψη τα κοινά ιόντα, εάν υπάρχουν. Παραλείψτε αυτό το βήμα εάν διαλύετε την ένωση σε αποσταγμένο νερό. Εάν μια ένωση διαλύεται σε διάλυμα που έχει ήδη ένα ή περισσότερα συστατικά ιόντα ("κοινά ιόντα"), η διαλυτότητα της ένωσης θα μειωθεί σημαντικά. Η επίδραση των γενικών ιόντων θα είναι πιο εμφανής σε σχεδόν αδιάλυτες ενώσεις, και σε αυτήν την περίπτωση μπορείτε να υποθέσετε ότι τα περισσότερα από τα ιόντα σε ισορροπία είναι εκείνα που προηγουμένως ήταν σε διάλυμα. Ξαναγράψτε την εξίσωση για να υπολογίσετε τη μοριακή συγκέντρωση (mol ανά λίτρο ή M) των ιόντων που υπάρχουν ήδη στο διάλυμα, αντικαθιστώντας αυτήν την τιμή με τη μεταβλητή x που χρησιμοποιείτε για αυτό το ιόν.
   • Για παράδειγμα, εάν η ένωση μολύβδου ιωδιούχου διαλύεται σε διάλυμα 0,2 Μ χλωριούχου μολύβδου (PbCl)₂), θα ξαναγράψουμε την εξίσωση ως 7,1 × 10 = (0,2M + x) (2x). Δεδομένου ότι τα 0,2M είναι υψηλότερη συγκέντρωση από το x, θα μπορούσαμε να το ξαναγράψουμε σε 7,1 × 10 = (0,2M) (2x).

5. 

   Λύστε την εξίσωση. Λύστε για το x και θα δείτε τη διαλυτότητα της ένωσης. Στον ορισμό της σταθεράς διαλυτότητας, πρέπει να γράψετε την απάντησή σας ως προς τον αριθμό των γραμμομορίων της ένωσης που διαλύεται ανά λίτρο νερού. Ίσως χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε τον υπολογιστή σας για να βρείτε την τελική απάντηση.
   • Το ακόλουθο παράδειγμα είναι η διαλυτότητα σε απεσταγμένο νερό χωρίς κοινά ιόντα.
   • 7.1 × 10 = (x) (2χ)
   • 7.1 × 10 = (x) (4χ)
   • 7.1 × 10 = 4χ
   • (7,1 × 10) ÷ 4 = x
   • x = ∛ ((7,1 × 10) ÷ 4)
   • x = 1,2 x 10 mol ανά λίτρο διαλύονται. Αυτή είναι μια πολύ μικρή μάζα, επομένως αυτή η ένωση είναι σχεδόν αδιάλυτη.
   διαφήμιση

Ο, τι χρειάζεσαι

• Πίνακας σταθερών προϊόντων διαλυτότητας της ένωσης (Κ_sp)

Συμβουλή

• Εάν έχετε πειραματικά δεδομένα σχετικά με την ποσότητα των διαλυμένων ενώσεων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ίδια εξίσωση για να επιλύσετε τη σταθερά διαλυτότητας Κ._sp.

Προειδοποίηση

• Δεν υπάρχει συναίνεση για τους ορισμούς αυτών των όρων, αλλά οι χημικοί συμφωνούν για την πλειονότητα των ενώσεων. Ένας αριθμός ειδικών ενώσεων στις οποίες τόσο τα διαλυτά όσο και τα αδιάλυτα μόρια αποτελούν σημαντικά συστατικά, το καθένα με διαφορετική περιγραφή αυτών των ενώσεων.
• Μερικά παλιά βιβλία βλέπουν το NH₄Το ΟΗ είναι μια διαλυτή ένωση. Αυτό δεν είναι αληθινό; Μικρές ποσότητες ιόντων ΝΗ ανιχνεύθηκαν₄ και ΟΗ αλλά αυτά τα δύο ιόντα δεν μπορούν να συνδυαστούν σε ενώσεις.