Učíte sa chémiu, ale nerozumiete úplne konštante produktu rozpustnosti alebo sa o nej chcete dozvedieť viac? Nie ste si istí, ako vypočítať molárnu rozpustnosť z $K_s_p$? Konštanta rozpustnosti alebo $K_s_p$ je dôležitou súčasťou chémie, najmä keď pracujete s rovnicami rozpustnosti alebo analyzujete rozpustnosť rôznych rozpustených látok. Keď budete dobre rozumieť $K_s_p$, na tieto otázky bude oveľa jednoduchšie odpovedať!
V tomto $K_s_p$ sprievodcovi chémiou vysvetlíme definíciu chémie $K_s_p$, ako ju vyriešiť (s príkladmi), ktoré faktory ju ovplyvňujú a prečo je to dôležité. V spodnej časti tejto príručky máme tiež tabuľku s hodnotami $K_s_p$ pre dlhý zoznam látok, aby ste mohli ľahko nájsť hodnoty konštanty rozpustnosti.
Čo je $K_s_p$?
$K_s_p$ je známy ako konštanta rozpustnosti alebo produkt rozpustnosti. Je to rovnovážna konštanta používaná pre rovnice, keď sa pevná látka rozpúšťa v kvapalnom/vodnom roztoku. Pripomíname, že rozpustená látka (čo sa rozpúšťa) sa považuje za rozpustnú, ak sa jej viac ako 1 gram môže úplne rozpustiť v 100 ml vody.
$K_s_p$ sa používa len pre rozpustené látky mierne rozpustný a nerozpúšťa sa úplne v roztoku. (Rozpustená látka je nerozpustný ak sa nič alebo takmer nič z toho nerozpustí v roztoku.) $K_s_p$ predstavuje, koľko rozpustenej látky sa rozpustí v roztoku.
Hodnota $K_s_p$ sa líši v závislosti od rozpustenej látky. Čím je látka rozpustnejšia, tým vyššia je jej chemická hodnota $K_s_p$. A aké sú jednotky $K_s_p$? V skutočnosti to nemá jednotku! Hodnota $K_s_p$ nemá žiadne jednotky, pretožemolárne koncentrácie reaktantov a produktov sú pre každú rovnicu odlišné. To by znamenalo, že jednotka $K_s_p$ by bola pre každý problém iná a bolo by ťažké ju vyriešiť, takže aby to bolo jednoduchšie, chemici vo všeobecnosti úplne vypustia jednotky $K_s_p$. Aké milé od nich!
Ako vypočítate $K_s_p$?
V tejto časti vysvetlíme, ako zapísať chemické výrazy $K_s_p$ a ako vyriešiť hodnotu $K_s_p$. Na väčšine hodín chémie budete len zriedka musieť riešiť hodnotu $K_s_p$; väčšinu času budete písať výrazy alebo používať hodnoty $K_s_p$ na riešenie rozpustnosť (čo vysvetľujeme v časti Prečo je $K_s_p$ dôležitý).
Písanie výrazov $K_s_p$
Nižšie je uvedená rovnica produktu rozpustnosti, po ktorej nasledujú štyri $K_s_p$ chemické problémy takže môžete vidieť, ako vypísať výrazy $K_s_p$.
Pre reakciu $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
python triedená n-tica
Výraz rozpustnosti je $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
Prvá rovnica je známa ako disociačná rovnica a druhá je vyvážený výraz $K_s_p$.
Pre tieto rovnice:
- A a B predstavujú rôzne ióny a pevné látky. V týchto rovniciach sa označujú aj ako „produkty“.
- a a b predstavujú koeficienty použité na vyrovnanie rovnice
- (aq) a (s) označujú, v akom stave sa produkt nachádza (vodný alebo pevný)
- Zátvorky znamenajú molárnu koncentráciu. Takže [AgCl] predstavuje molárnu koncentráciu AgCl.
Aby ste správne napísali výrazy $K_s_p$, musíte mať dobré znalosti o chemických názvoch, polyatomických iónoch a nábojoch spojených s každým iónom. Pri týchto rovniciach je tiež dôležité si uvedomiť, že každá koncentrácia (znázornená hranatými zátvorkami) je umocnená na mocninu svojho koeficientu vo vyváženom výraze $K_s_p$.
Pozrime sa na niekoľko príkladov.
Príklad 1
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
V tomto probléme nezabudnite odmocniť Br v rovnici $K_s_p$. Robíte to kvôli koeficientu 2 v disociačnej rovnici.
arraylist v jazyku Java
Príklad 2
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
Príklad 3
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
Príklad 4
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
Riešenie pre $K_s_p$ s rozpustnosťou
Aby ste mohli vypočítať hodnotu pre $K_s_p$, musíte mať hodnoty molárnej rozpustnosti alebo ich vedieť nájsť.
Otázka: Určte $K_s_p$ AgBr (bromid strieborný) za predpokladu, že jeho molárna rozpustnosť je 5,71 x ^{¯}^7$ molov na liter.
Najprv musíme napísať dve rovnice.
AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
Teraz, keďže v tomto probléme riešime skutočnú hodnotu $K_s_p$, zapojíme hodnoty rozpustnosti, ktoré sme dostali:
$ K_s_p$ = (5,71 x 10 $^{¯}^7$) (5,71 x 10 $^{¯}^7$) = 3,26 x 10 $^{¯}^13 $
výpočet funkčného obdobia v exceli
Hodnota $K_s_p$ je 3,26 x 10 $^{¯}^13$
Aké faktory ovplyvňujú $K_s_p$?
V tejto časti rozoberieme hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú hodnotu konštanty rozpustnosti.
Teplota
Väčšina rozpustených látok sa stáva rozpustnejšou v kvapaline so zvyšujúcou sa teplotou. Ak chcete dôkaz, pozrite sa, ako dobre sa instantná káva mieša v šálke studenej vody v porovnaní so šálkou horúcej vody. Teplota ovplyvňuje rozpustnosť pevných látok aj plynov ale nezistilo sa, že má definovaný vplyv na rozpustnosť kvapalín.
Tlak
Tlak môže tiež ovplyvniť rozpustnosť, ale len pre plyny, ktoré sú v kvapalinách. Henryho zákon hovorí, že rozpustnosť plynu je priamo úmerná parciálnemu tlaku plynu.
Henryho zákon je napísaný ako p = kc , kde
- p je parciálny tlak plynu nad kvapalinou
- k je Henryho zákon konštantný
- c je koncentrácia plynu v kvapaline
Henryho zákon ukazuje, že s poklesom parciálneho tlaku klesá aj koncentrácia plynu v kvapaline, čo zase znižuje rozpustnosť. Takže menší tlak má za následok menšiu rozpustnosť a väčší tlak má za následok väčšiu rozpustnosť.
Henryho zákon môžete vidieť v akcii, ak otvoríte plechovku sódy. Keď je plechovka zatvorená, plyn je pod väčším tlakom a je tam veľa bublín, pretože veľa plynu je rozpustených. Keď plechovku otvoríte, tlak sa zníži a ak necháte sódu dostatočne dlho odležať, bublinky nakoniec zmiznú, pretože sa znížila rozpustnosť a už sa nerozpúšťajú v tekutine (vybublávali z nápoja) .
Molekulárna veľkosť
Vo všeobecnosti sú rozpustené látky s menšími molekulami rozpustnejšie ako látky s časticami molekúl. Pre rozpúšťadlo je jednoduchšie obklopiť menšie molekuly, takže tieto molekuly sa môžu rozpustiť rýchlejšie ako väčšie molekuly.
Prečo je $K_s_p$ dôležitý?
Prečo záleží na konštante rozpustnosti? Nižšie sú uvedené tri kľúčové časy, kedy budete musieť použiť $K_s_p$ chémiu.
Nájsť rozpustnosť rozpustených látok
Zaujíma vás, ako vypočítať molárnu rozpustnosť z $K_s_p$? Poznanie hodnoty $K_s_p$ vám umožňuje nájsť rozpustnosť rôznych rozpustených látok. Tu je príklad: Hodnota $K_s_p$ $Ag_2SO_4$ ,síranu strieborného, je 1,4×^{–}^5$. Stanovte molárnu rozpustnosť.
Najprv musíme napísať disociačnú rovnicu: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
Ďalej zapojíme hodnotu $K_s_p$, aby sme vytvorili algebraický výraz.
1,4×10$^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
java slučky
1,4×10$^{–}^5$= 4x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1,5x^{-}^2$ M
x$= [$Ag^{+}$]=3,0x^{-}^2$ M
Predpovedať, či sa v reakciách vytvorí zrazenina
Keď poznáme hodnotu $K_s_p$ rozpustenej látky, môžeme zistiť, či dôjde k zrazenine, ak sa zmieša roztok jej iónov. Nižšie sú uvedené dve pravidlá, ktoré určujú tvorbu zrazeniny.
- Iónový produkt > $K_s_p$, potom dôjde k zrážaniu
- Iónový produkt<$K_s_p$ then precipitation will not occur
Aby ste pochopili spoločný iónový efekt
$K_s_p$ je tiež dôležitou súčasťou spoločného iónového efektu. Efekt spoločného iónu uvádza, že keď sa zmiešajú dva roztoky, ktoré zdieľajú spoločný ión, rozpustená látka s menšou hodnotou $K_s_p$ sa vyzráža ako prvá.
Povedzme napríklad, že BiOCl a CuCl sa pridajú do roztoku. Obidva obsahujú ióny $Cl^{-}$. Hodnota BiOCl $K_s_p$ je 1,8×^{–}^31$ a hodnota CuCl $K_s_p$ je 1,2×^{–}^6$. BiOCl má menšiu hodnotu $K_s_p$, takže sa vyzráža pred CuCl.
Tabuľka konštánt produktu rozpustnosti
Nižšie je uvedený graf zobrazujúci hodnoty $K_s_p$ pre mnohé bežné látky. Hodnoty $K_s_p$ platia, keď majú látky okolo 25 stupňov Celzia, čo je štandard. Pretože hodnoty $K_s_p$ sú také malé, môžu existovať menšie rozdiely v ich hodnotách v závislosti od toho, ktorý zdroj používate. Údaje v tomto grafe pochádzajú z University of Rhode Island’s Katedra chémie .
| Látka | Vzorec | $K_s_p$ Hodnota |
| Hydroxid hlinitý | $Al(OH)_3$ | 1,3 × 10 USD^{–}^33 USD |
| Fosforečnan hlinitý | $AlPO_4$ | 6,3 × 10 USD^{–}^19 USD |
| Uhličitan bárnatý | $BaCO_3$ | 5,1×10$^{–}^9$ |
| Chróman bárnatý | $BaCrO_4$ | 1,2×10$^{–}^10$ |
| Fluorid bárnatý | $BaF_2$ | 1,0×10$^{–}^6$ |
| Hydroxid bárnatý | $Ba(OH)_2$ | 5×10$^{–}^3$ |
| Síran bárnatý | $BaSO_4$ | 1,1×10$^{–}^10$ |
| Siričitan bárnatý | $BaSO_3$ | 8×10$^{–}^7$ |
| Tiosíran bárnatý | $BaS_2O_3$ | 1,6×10$^{–}^6$ |
| Bizmutylchlorid | $BiOCl$ | 1,8 × 10 USD^{–}^31 USD |
| Hydroxid bizmutylový | $BiOOH$ | 4×10$^{–}^10$ |
| Uhličitan kademnatý | $CdCO_3$ | 5,2 × 10 USD^{–}^12 USD |
| Hydroxid kademnatý | $Cd(OH)_2$ | 2,5 × 10 USD^{–}^14 USD |
| Oxalát kademnatý | $CdC_2O_4$ | 1,5×10$^{–}^8$ |
| Sulfid kademnatý | $CdS$ | 8×10$^{–}^28$ |
| Uhličitan vápenatý | $CaCO_3$ | 2,8 × 10 USD^{–}^9 USD |
| Chróman vápenatý | $CaCrO_4$ | 7,1 × 10 USD^{–}^4 USD |
| Fluorid vápenatý | $CaF_2$ | 5,3 × 10 USD^{–}^9 USD |
| Hydrogenfosforečnan vápenatý | $CaHPO_4$ | 1×10$^{–}^7$ |
| Hydroxid vápenatý | $Ca(OH)_2$ | 5,5×10$^{–}^6$ |
| Oxalát vápenatý | $CaC_2O_4$ | 2,7×10$^{–}^9$ |
| Fosforečnan vápenatý | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2,0 × 10 USD^{–}^29 USD |
| Síran vápenatý | $CaSO_4$ | 9,1×10$^{–}^6$ |
| Siričitan vápenatý | $CaSO_3$ | 6,8×10$^{–}^8$ |
| Hydroxid chromitý (II). | $Cr(OH)_2$ | 2×10$^{–}^16$ |
| Hydroxid chromitý (III). | $Cr(OH)_3$ | 6,3 × 10 USD^{–}^31 USD |
| Uhličitan kobaltnatý (II). | $CoCO_3$ | 1,4 × 10 USD^{–}^13 USD |
| Hydroxid kobaltnatý (II). | $Co(OH)_2$ | 1,6 × 10 USD^{–}^15 USD |
| Hydroxid kobaltnatý | $Co(OH)_3$ | 1,6 × 10 USD^{–}^44 USD |
| Sulfid kobaltnatý | $CoS$ | 4×10$^{–}^21$ |
| Chlorid meďný | $CuCl$ | 1,2×10$^{–}^6$ |
| Kyanid meďný | $CuCN$ | 3,2 × 10 USD^{–}^20 USD |
| Jodid meďný | $CuI$ | 1,1 × 10 USD^{–}^12 USD |
| Arzeničnan meďnatý (II). | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7,6 × 10 USD^{–}^36 USD |
| Uhličitan meďnatý (II). | $CuCO_3$ | 1,4×10$^{–}^10$ |
| Chróman meďnatý (II). | $CuCrO_4$ | 3,6 × 10 USD^{–}^6 USD |
| Ferokyanid meďnatý (II). | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1,3 × 10 USD^{–}^16 USD |
| Hydroxid meďnatý (II). | $Cu(OH)_2$ | 2,2 × 10 USD^{–}^20 USD |
| Sulfid meďnatý | $CuS$ | 6×10$^{–}^37$ |
| Uhličitan železitý | $FeCO_3$ | 3,2 × 10 USD^{–}^11 USD |
| Hydroxid železitý | $Fe(OH)_2$ | 8,0 $ 10^{–}^16 $ |
| Sulfid železitý | $FeS$ | 6×10$^{–}^19$ |
| Arzeničnan železitý | $FeAsO_4$ | 5,7 × 10 USD^{–}^21 USD |
| Ferokyanid železitý | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3,3 × 10 USD^{–}^41 USD |
| Hydroxid železitý | $Fe(OH)_3$ | 4×10$^{–}^38$ |
| Fosforečnan železitý | $FePO_4$ | 1,3 × 10 USD^{–}^22 USD |
| Arzeničnan olovnatý (II). | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×10$^{–}^6$ |
| Azid olovnatý | $Pb(N_3)_2$ | 2,5×10$^{–}^9$ |
| Bromid olovnatý | $PbBr_2$ | 4,0×10$^{–}^5$ |
| Uhličitan olovnatý (II). | $PbCO_3$ | 7,4 × 10 USD^{–}^14 USD |
| Chlorid olovnatý | $PbCl_2$ | 1,6×10$^{–}^5$ |
| Chróman olovnatý (II). | $PbCrO_4$ | 2,8 × 10 USD^{–}^13 USD |
| Fluorid olovnatý | $PbF_2$ | 2,7×10$^{–}^8$ |
| Hydroxid olovnatý | $Pb(OH)_2$ | 1,2 × 10 USD^{–}^15 USD |
| Jodid olovnatý | $PbI_2$ | 7,1 × 10 USD^{–}^9 USD |
| Síran olovnatý (II). | $PbSO_4$ | 1,6×10$^{–}^8$ |
| Sulfid olovnatý | $PbS$ | 3×10$^{–}^28$ |
| Uhličitan lítny | $Li_2CO_3$ | 2,5×10$^{–}^2$ |
| Fluorid lítny | $LiF$ | 3,8 × 10 USD^{–}^3 USD |
| Fosforečnan lítny | $Li_3PO_4$ | 3,2 × 10 USD^{–}^9 USD |
| Fosforečnan horečnato-amónny | $MgNH_4PO_4$ | 2,5×10$^{–}^13$ |
| Arzeničnan horečnatý | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×10$^{–}^20$ |
| Uhličitan horečnatý | $MgCO_3$ | 3,5×10$^{–}^8$ |
| Fluorid horečnatý | $MgF_2$ | 3,7×10$^{–}^8$ |
| Hydroxid horečnatý | $Mg(OH)_2$ | 1,8×10$^{–}^11$ |
| Oxalát horečnatý | $MgC_2O_4$ | 8,5×10$^{–}^5$ |
| Fosforečnan horečnatý | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×10$^{–}^25$ |
| Uhličitan manganatý (II). | $MnCO_3$ | 1,8×10$^{–}^11$ |
| Hydroxid manganatý (II). | $Mn(OH)_2$ | 1,9×10$^{–}^13$ |
| Sulfid manganatý (II). | $MnS$ | 3×10$^{–}^14$ |
| Bromid ortuťnatý | $Hg_2Br_2$ | 5,6 × 10 USD^{–}^23 USD |
| Chlorid ortutnatý (I). | $Hg_2Cl_2$ | 1,3 × 10 USD^{–}^18 USD |
| Jodid ortuťnatý (I). | $Hg_2I_2$ | 4,5 × 10 USD^{–}^29 USD |
| Sulfid ortuťnatý (II). | $HgS$ | 2×10$^{–}^53$ |
| Uhličitan nikelnatý (II). | $NiCO_3$ | 6,6×10$^{–}^9$ |
| Hydroxid nikelnatý (II). | $Ni(OH)_2$ | 2,0 × 10 USD^{–}^15 USD |
| Sulfid nikelnatý | $NiS$ | 3×10$^{–}^19$ |
| Fluorid skandia | $ScF_3$ | 4,2 × 10 USD^{–}^18 USD |
| Hydroxid skandia | $Sc(OH)_3$ | 8,0×10$^{–}^31$ |
| Octan strieborný | $Ag_2CH_3O_2$ | 2,0 × 10 USD^{–}^3 USD |
| Arzeničnan strieborný | $Ag_3AsO_4$ | 1,0 × 10 USD^{–}^22 USD |
| Azid strieborný | $AgN_3$ | 2,8 × 10 USD^{–}^9 USD |
| bromid strieborný | $AgBr$ | 5,0×10$^{–}^13$ |
| Chlorid strieborný | $AgCl$ | 1,8×10$^{–}^10$ |
| Chromát striebra | $Ag_2CrO_4$ | 1,1 × 10 USD^{–}^12 USD |
| Kyanid strieborný | $AgCN$ | 1,2 × 10 USD^{–}^16 USD |
| Jodičnan strieborný | $AgIO_3$ | 3,0×10$^{–}^8$ |
| Jodid strieborný | $AgI$ | 8,5 × 10 USD^{–}^17 USD |
| Dusitan strieborný | $AgNO_2$ | 6,0 × 10 USD^{–}^4 USD |
| Síran strieborný | $Ag_2SO_4$ | 1,4 × 10 USD^{–}^5 USD |
| Sulfid strieborný | $A_2S$ | 6×10$^{–}^51$ |
| Siričitan strieborný | $Ag_2SO_3$ | 1,5 × 10 USD^{–}^14 USD |
| Tiokyanát strieborný | $AgSCN$ | 1,0×10$^{–}^12$ |
| Uhličitan strontnatý | $SrCO_3$ | 1,1×10$^{–}^10$ |
| Chróman strontnatý | $SrCrO_4$ | 2,2 × 10 USD^{–}^5 USD |
| Fluorid strontnatý | $SrF_2$ | 2,5×10$^{–}^9$ |
| Síran strontnatý | $SrSO_4$ | 3,2 × 10 USD^{–}^7 USD |
| bromid tálnatý | $TlBr$ | 3,4 × 10 USD^{–}^6 USD |
| Chlorid tálitý | $TlCl$ | 1,7 × 10 USD^{–}^4 USD |
| Jodid tálitý | $TlI$ | 6,5×10$^{–}^8$ |
| Hydroxid tália (III). | $Tl(OH)_3$ | 6,3 × 10 USD^{–}^46 USD |
| Hydroxid cínatý | $Sn(OH)_2$ | 1,4 × 10 USD^{–}^28 USD |
| Sulfid cínatý | $SnS$ | 1×10$^{–}^26$ |
| Uhličitan zinočnatý | $ZnCO_3$ | 1,4×10$^{–}^11$ |
| Hydroxid zinočnatý | $Zn(OH)_2$ | 1,2 × 10 USD^{–}^17 USD |
| Oxalát zinočnatý | $ZnC_2O_4$ | 2,7×10$^{–}^8$ |
| Fosforečnan zinočnatý | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9,0 × 10 USD^{–}^33 USD |
| Sulfid zinočnatý | $ZnS$ | 2×10$^{–}^25$ |
Záver: $K_s_p$ Sprievodca chémiou
Čo je $K_s_p$ v chémii? Konštanta produktu rozpustnosti alebo $K_s_p$ je dôležitým aspektom chémie pri štúdiu rozpustnosti rôznych rozpustených látok. $K_s_p$ predstavuje, koľko rozpustenej látky sa rozpustí v roztoku, a čím je látka rozpustnejšia, tým vyššia je chemická hodnota $K_s_p$.
Ak chcete vypočítať konštantu produktu rozpustnosti, musíte najprv napísať disociačnú rovnicu a vyvážený výraz $K_s_p$ a potom pripojiť molárne koncentrácie, ak ich máte.
Konštanta rozpustnosti môže byť ovplyvnená teplotou, tlakom a veľkosťou molekúl a je dôležitá pre stanovenie rozpustnosti, predpovedanie, či sa vytvorí zrazenina, a pochopenie spoločného iónového efektu.
Čo bude ďalej?
Bez útechy, že ste skončili s učením o konštante rozpustnosti?Utop svoj smútok náš kompletný sprievodca 11 pravidlami rozpustnosti .
Hľadáte ďalších sprievodcov chémiou?Tu sa dozviete, ako vyvážiť chemické rovnice, alebo si prečítajte týchto šesť príkladov fyzikálnych a chemických zmien.
Cvičiť chémiu na strednej škole?Zostavili sme niekoľko skvelých študijných príručiek pre AP Chem, IB Chemistry a štátnu skúšku Chemistry Regents v New Yorku.