Ali se učite kemijo, vendar ne razumete čisto konstante produkta topnosti ali želite izvedeti več o tem? Niste prepričani, kako izračunati molsko topnost iz $K_s_p$? Konstanta topnosti ali $K_s_p$ je pomemben del kemije, zlasti ko delate z enačbami topnosti ali analizirate topnost različnih topljencev. Ko dobro obvladate $K_s_p$, je na ta vprašanja veliko lažje odgovoriti!
V tem vodniku po kemiji $K_s_p$ bomo razložili definicijo kemije $K_s_p$, kako jo rešiti (s primeri), kateri dejavniki vplivajo nanjo in zakaj je pomembna. Na dnu tega priročnika imamo tudi tabelo z vrednostmi $K_s_p$ za dolg seznam snovi, ki vam olajša iskanje vrednosti konstante topnosti.
Kaj je $K_s_p$?
$K_s_p$ je znan kot konstanta topnosti ali produkt topnosti. To je konstanta ravnotežja, ki se uporablja za enačbe, ko se trdna snov raztaplja v tekoči/vodni raztopini. Kot opomnik, topljenec (kar se topi) velja za topnega, če se lahko v 100 ml vode popolnoma raztopi več kot 1 gram.
$K_s_p$ se uporablja za raztopine, ki so samo rahlo topen in se v raztopini ne raztopi popolnoma. (Stopljenec je nerešljiv če se nič ali skoraj nič od tega ne raztopi v raztopini.) $K_s_p$ predstavlja, koliko topljenca se bo raztopilo v raztopini.
Vrednost $K_s_p$ se razlikuje glede na topljeno snov. Bolj ko je snov topna, višja je njena $K_s_p$ kemijska vrednost. In kaj so enote $K_s_p$? Pravzaprav nima enote! Vrednost $K_s_p$ nima enot, kermolske koncentracije reaktantov in produktov so različne za vsako enačbo. To bi pomenilo, da bi bila enota $K_s_p$ drugačna za vsak problem in bi jo bilo težko rešiti, zato kemiki, da bi jo poenostavili, običajno popolnoma opustijo enote $K_s_p$. Kako lepo od njih!
Kako izračunate $K_s_p$?
V tem razdelku razlagamo, kako zapisati $K_s_p$ kemijske izraze in kako rešiti vrednost $K_s_p$. Pri večini tečajev kemije vam bo le redko treba rešiti vrednost $K_s_p$; večino časa boste zapisovali izraze ali uporabljali vrednosti $K_s_p$ za reševanje topnost (kar pojasnjujemo, kako narediti v razdelku Zakaj je $K_s_p$ pomembno).
Pisanje $K_s_p$ izrazov
Spodaj je enačba produkta topnosti, ki ji sledijo štiri $K_s_p$ kemijske težave tako da lahko vidite, kako napisati $K_s_p$ izraze.
Za reakcijo $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
Izraz topnosti je $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
Prva enačba je znana kot disociacijska enačba, druga pa je uravnotežen izraz $K_s_p$.
Za te enačbe:
- A in B predstavljajo različne ione in trdne snovi. V teh enačbah se imenujejo tudi 'produkti'.
- a in b predstavljajo koeficiente, ki se uporabljajo za uravnoteženje enačbe
- (aq) in (s) označujeta, v katerem stanju je izdelek (vodno ali trdno)
- Oklepaji pomenijo molsko koncentracijo. Torej [AgCl] predstavlja molsko koncentracijo AgCl.
Če želite pravilno napisati izraze $K_s_p$, morate dobro poznati kemijska imena, večatomske ione in naboje, povezane z vsakim ionom. Poleg tega je ključna stvar, ki se je morate zavedati pri teh enačbah, ta, da je vsaka koncentracija (predstavljena z oglatimi oklepaji) dvignjena na potenco svojega koeficienta v uravnoteženem izrazu $K_s_p$.
Oglejmo si nekaj primerov.
Primer 1
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
V tem problemu, ne pozabite kvadrirati Br v enačbi $K_s_p$. To storite zaradi koeficienta 2 v disociacijski enačbi.
delni derivat simbol lateks
Primer 2
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
Primer 3
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
Primer 4
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
Reševanje za $K_s_p$ s topnostjo
Če želite izračunati vrednost za $K_s_p$, morate imeti vrednosti molarne topnosti ali jih znati najti.
Vprašanje: Določite $K_s_p$ za AgBr (srebrov bromid), glede na to, da je njegova molska topnost 5,71 x ^{¯}^7$ molov na liter.
Najprej moramo zapisati obe enačbi.
AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
Zdaj, ker v tem problemu rešujemo dejansko vrednost $K_s_p$, dodamo vrednosti topnosti, ki smo jih dobili:
$K_s_p$ = (5,71 x ^{¯}^7$) (5,71 x ^{¯}^7$) = 3,26 x ^{¯}^13$
Vrednost $K_s_p$ je 3,26 x ^{¯}^13$
Kateri dejavniki vplivajo na $K_s_p$?
V tem razdelku razpravljamo o glavnih dejavnikih, ki vplivajo na vrednost konstante topnosti.
Temperatura
Večina topljencev postane bolj topna v tekočini, ko se temperatura poveča. Če želite dokaz, si oglejte, kako dobro se instant kava meša v skodelici hladne vode v primerjavi s skodelico vroče vode. Temperatura vpliva na topnost trdnih snovi in plinov vendar ni bilo ugotovljeno, da ima določen vpliv na topnost tekočin.
pretvorba tipov in pretvorba v javi
Pritisk
Tlak lahko vpliva tudi na topnost, vendar le za pline, ki so v tekočinah. Henryjev zakon pravi, da je topnost plina neposredno sorazmerna z delnim tlakom plina.
Henryjev zakon je zapisan kot str = kc , kje
- str je parcialni tlak plina nad tekočino
- k je konstanta Henryjevega zakona
- c je koncentracija plina v tekočini
Henryjev zakon kaže, da se z zmanjšanjem parcialnega tlaka zmanjša tudi koncentracija plina v tekočini, kar posledično zmanjša topnost. Manjši tlak torej povzroči manjšo topnost, večji pritisk pa večjo topnost.
Henryjev zakon lahko vidite v akciji, če odprete pločevinko soda. Ko je pločevinka zaprta, je plin pod večjim pritiskom in veliko je mehurčkov, ker je veliko plina raztopljenega. Ko odprete pločevinko, se tlak zmanjša, in če pustite gazirano sodo stati dovolj dolgo, bodo mehurčki sčasoma izginili, ker se je topnost zmanjšala in niso več raztopljeni v tekočini (izstopili so iz pijače). .
Molekularna velikost
Na splošno so topljenci z manjšimi molekulami bolj topni kot tisti z molekulami delci. Topilu je lažje obkrožiti manjše molekule, zato se lahko te molekule raztopijo hitreje kot večje molekule.
Zakaj je $K_s_p$ pomemben?
Zakaj je konstanta topnosti pomembna? Spodaj so trije ključni časi, ko boste morali uporabiti $K_s_p$ kemijo.
Iskanje topnosti topljencev
Se sprašujete, kako izračunati molsko topnost iz $K_s_p$? Če poznate vrednost $K_s_p$, lahko ugotovite topnost različnih topljencev. Tukaj je primer: Vrednost $K_s_p$ $Ag_2SO_4$, srebrovega sulfata, je 1,4×^{–}^5$. Določite molsko topnost.
Najprej moramo zapisati disociacijsko enačbo: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
Nato vstavimo vrednost $K_s_p$, da ustvarimo algebraični izraz.
1,4×^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1,4×^{–}^5$= x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1,5x^{-}^2$ M
x$= [$Ag^{+}$]=3,0x^{-}^2$ M
Predvideti, ali bo v reakcijah nastala oborina
Ko poznamo vrednost $K_s_p$ topljenca, lahko ugotovimo, ali bo prišlo do oborine, če mešamo raztopino njegovih ionov. Spodaj sta dve pravili, ki določata nastanek oborine.
- Ionski produkt > $K_s_p$, potem se bodo pojavile padavine
- Ionski izdelek<$K_s_p$ then precipitation will not occur
Za razumevanje skupnega ionskega učinka
$K_s_p$ je tudi pomemben del skupnega ionskega učinka. Učinek skupnega iona pravi, da se pri mešanju dveh raztopin, ki imata skupni ion, najprej obori topljenec z manjšo vrednostjo $K_s_p$.
Recimo, da sta BiOCl in CuCl dodana raztopini. Oba vsebujeta ione $Cl^{-}$. Vrednost $K_s_p$ za BiOCl je 1,8×^{–}^31$, vrednost $K_s_p$ za CuCl pa 1,2×^{–}^6$. BiOCl ima manjšo vrednost $K_s_p$, zato se bo oboril pred CuCl.
Tabela konstant produkta topnosti
Spodaj je tabela, ki prikazuje vrednosti $K_s_p$ za številne običajne snovi. Vrednosti $K_s_p$ veljajo, ko imajo snovi približno 25 stopinj Celzija, kar je standard. Ker so vrednosti $K_s_p$ tako majhne, lahko pride do manjših razlik v njihovih vrednostih, odvisno od tega, kateri vir uporabljate. Podatki v tem grafikonu prihajajo z Univerze v Rhode Islandu Oddelek za kemijo .
celo število podvojiti java
| Snov | Formula | Vrednost $K_s_p$ |
| Aluminijev hidroksid | $Al(OH)_3$ | 1,3×^{–}^33$ |
| Aluminijev fosfat | $AlPO_4$ | 6,3×^{–}^19$ |
| Barijev karbonat | $BaCO_3$ | 5,1×^{–}^9$ |
| Barijev kromat | $BaCrO_4$ | 1,2×^{–}^10$ |
| Barijev fluorid | $BaF_2$ | 1,0×^{–}^6$ |
| Barijev hidroksid | $Ba(OH)_2$ | 5×^{–}^3$ |
| Barijev sulfat | $BaSO_4$ | 1,1×^{–}^10$ |
| Barijev sulfit | $BaSO_3$ | 8×^{–}^7$ |
| Barijev tiosulfat | $BaS_2O_3$ | 1,6×^{–}^6$ |
| Bizmutil klorid | $BiOCl$ | 1,8×^{–}^31$ |
| Bizmutil hidroksid | $BiOOH$ | 4×^{–}^10$ |
| Kadmijev karbonat | $CdCO_3$ | 5,2×^{–}^12$ |
| Kadmijev hidroksid | $Cd(OH)_2$ | 2,5×^{–}^14$ |
| Kadmijev oksalat | $CdC_2O_4$ | 1,5×^{–}^8$ |
| Kadmijev sulfid | $CdS$ | 8×^{–}^28$ |
| Kalcijev karbonat | $CaCO_3$ | 2,8×^{–}^9$ |
| Kalcijev kromat | $CaCrO_4$ | 7,1×^{–}^4$ |
| Kalcijev fluorid | $CaF_2$ | 5,3×^{–}^9$ |
| Kalcijev hidrogenfosfat | $CaHPO_4$ | 1×^{–}^7$ |
| Kalcijev hidroksid | $Ca(OH)_2$ | 5,5×^{–}^6$ |
| Kalcijev oksalat | $CaC_2O_4$ | 2,7×^{–}^9$ |
| kalcijev fosfat | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2,0×^{–}^29$ |
| Kalcijev sulfat | $CaSO_4$ | 9,1×^{–}^6$ |
| Kalcijev sulfit | $CaSO_3$ | 6,8×^{–}^8$ |
| Kromov (II) hidroksid | $Cr(OH)_2$ | 2×^{–}^16$ |
| Kromov (III) hidroksid | $Cr(OH)_3$ | 6,3×^{–}^31$ |
| Kobaltov (II) karbonat | $CoCO_3$ | 1,4×^{–}^13$ |
| Kobaltov (II) hidroksid | $Co(OH)_2$ | 1,6×10$^{–}^15$ |
| Kobaltov (III) hidroksid | $Co(OH)_3$ | 1,6×^{–}^44$ |
| Kobaltov (II) sulfid | $CoS$ | 4×^{–}^21$ |
| Bakrov (I) klorid | $CuCl$ | 1,2×^{–}^6$ |
| Bakrov (I) cianid | $CuCN$ | 3,2×^{–}^20$ |
| Bakrov (I) jodid | $CuI$ | 1,1×^{–}^12$ |
| Bakrov (II) arzenat | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7,6×^{–}^36$ |
| Bakrov (II) karbonat | $CuCO_3$ | 1,4×^{–}^10$ |
| Bakrov (II) kromat | $CuCrO_4$ | 3,6×^{–}^6$ |
| Bakrov (II) ferocianid | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1,3×^{–}^16$ |
| Bakrov (II) hidroksid | $Cu(OH)_2$ | 2,2×10$^{–}^20$ |
| Bakrov (II) sulfid | $CuS$ | 6×^{–}^37$ |
| Železov (II) karbonat | $FeCO_3$ | 3,2×^{–}^11$ |
| Železov (II) hidroksid | $Fe(OH)_2$ | 8,0^{–}^16$ |
| Železov (II) sulfid | $FeS$ | 6×^{–}^19$ |
| Železov (III) arzenat | $FeAsO_4$ | 5,7×^{–}^21$ |
| Železov (III) ferocianid | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3,3×^{–}^41$ |
| Železov (III) hidroksid | $Fe(OH)_3$ | 4×^{–}^38$ |
| Železov (III) fosfat | $FePO_4$ | 1,3×^{–}^22$ |
| Svinčev (II) arzenat | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×^{–}^6$ |
| Svinčev (II) azid | $Pb(N_3)_2$ | 2,5×^{–}^9$ |
| Svinčev (II) bromid | $PbBr_2$ | 4,0×^{–}^5$ |
| Svinčev (II) karbonat | $PbCO_3$ | 7,4×^{–}^14$ |
| Svinčev (II) klorid | $PbCl_2$ | 1,6×^{–}^5$ |
| Svinčev (II) kromat | $PbCrO_4$ | 2,8×^{–}^13$ |
| Svinčev (II) fluorid | $PbF_2$ | 2,7×^{–}^8$ |
| Svinčev (II) hidroksid | $Pb(OH)_2$ | 1,2×^{–}^15$ |
| Svinčev (II) jodid | $PbI_2$ | 7,1×^{–}^9$ |
| Svinčev (II) sulfat | $PbSO_4$ | 1,6×^{–}^8$ |
| Svinčev (II) sulfid | $PbS$ | 3×^{–}^28$ |
| Litijev karbonat | $Li_2CO_3$ | 2,5×^{–}^2$ |
| Litijev fluorid | $LiF$ | 3,8×^{–}^3$ |
| Litijev fosfat | $Li_3PO_4$ | 3,2×^{–}^9$ |
| Magnezijev amonijev fosfat | $MgNH_4PO_4$ | 2,5×^{–}^13$ |
| Magnezijev arzenat | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×^{–}^20$ |
| Magnezijev karbonat | $MgCO_3$ | 3,5×^{–}^8$ |
| Magnezijev fluorid | $MgF_2$ | 3,7×^{–}^8$ |
| Magnezijev hidroksid | $Mg(OH)_2$ | 1,8×^{–}^11$ |
| Magnezijev oksalat | $MgC_2O_4$ | 8,5×^{–}^5$ |
| Magnezijev fosfat | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×^{–}^25$ |
| Manganov (II) karbonat | $MnCO_3$ | 1,8×^{–}^11$ |
| Manganov (II) hidroksid | $Mn(OH)_2$ | 1,9×^{–}^13$ |
| Manganov (II) sulfid | $MnS$ | 3×^{–}^14$ |
| Živosrebrov (I) bromid | $Hg_2Br_2$ | 5,6×^{–}^23$ |
| Živosrebrov (I) klorid | $Hg_2Cl_2$ | 1,3×10$^{–}^18$ |
| Živosrebrov (I) jodid | $Hg_2I_2$ | 4,5×10$^{–}^29$ |
| Živosrebrov (II) sulfid | $HgS$ | 2×^{–}^53$ |
| Nikeljev (II) karbonat | $NiCO_3$ | 6,6×^{–}^9$ |
| Nikljev (II) hidroksid | $Ni(OH)_2$ | 2,0×^{–}^15$ |
| Nikljev (II) sulfid | $NiS$ | 3×^{–}^19$ |
| Skandijev fluorid | $ScF_3$ | 4,2×^{–}^18$ |
| Skandijev hidroksid | $Sc(OH)_3$ | 8,0×^{–}^31$ |
| Srebrov acetat | $Ag_2CH_3O_2$ | 2,0×^{–}^3$ |
| Srebrni arzenat | $Ag_3AsO_4$ | 1,0×^{–}^22$ |
| Srebrov azid | $AgN_3$ | 2,8×^{–}^9$ |
| Srebrov bromid | $AgBr$ | 5,0×^{–}^13$ |
| Srebrov klorid | $AgCl$ | 1,8×^{–}^10$ |
| Srebrni kromat | $Ag_2CrO_4$ | 1,1×^{–}^12$ |
| Srebrov cianid | $AgCN$ | 1,2×^{–}^16$ |
| Srebrov jodat | $AgIO_3$ | 3,0×^{–}^8$ |
| Srebrov jodid | $AgI$ | 8,5×10$^{–}^17$ |
| Srebrov nitrit | $AgNO_2$ | 6,0×^{–}^4$ |
| Srebrov sulfat | $Ag_2SO_4$ | 1,4×^{–}^5$ |
| Srebrov sulfid | $At_2S$ | 6×^{–}^51$ |
| Srebrov sulfit | $Ag_2SO_3$ | 1,5×^{–}^14$ |
| Srebrov tiocianat | $AgSCN$ | 1,0×^{–}^12$ |
| Stroncijev karbonat | $SrCO_3$ | 1,1×^{–}^10$ |
| Stroncijev kromat | $SrCrO_4$ | 2,2×^{–}^5$ |
| Stroncijev fluorid | $SrF_2$ | 2,5×^{–}^9$ |
| Stroncijev sulfat | $SrSO_4$ | 3,2×^{–}^7$ |
| Talijev (I) bromid | $TlBr$ | 3,4×^{–}^6$ |
| Talijev (I) klorid | $TlCl$ | 1,7×^{–}^4$ |
| Talijev (I) jodid | $TlI$ | 6,5×^{–}^8$ |
| Talijev (III) hidroksid | $Tl(OH)_3$ | 6,3×^{–}^46$ |
| Kositrov (II) hidroksid | $Sn(OH)_2$ | 1,4×10$^{–}^28$ |
| Kositrov (II) sulfid | $SnS$ | 1×^{–}^26$ |
| Cinkov karbonat | $ZnCO_3$ | 1,4×^{–}^11$ |
| Cinkov hidroksid | $Zn(OH)_2$ | 1,2×^{–}^17$ |
| Cinkov oksalat | $ZnC_2O_4$ | 2,7×^{–}^8$ |
| Cinkov fosfat | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9,0×^{–}^33$ |
| Cinkov sulfid | $ZnS$ | 2×^{–}^25$ |
Zaključek: Kemijski priročnik $K_s_p$
Kaj je $K_s_p$ v kemiji? Konstanta produkta topnosti ali $K_s_p$ je pomemben vidik kemije pri proučevanju topnosti različnih topljencev. $K_s_p$ predstavlja, koliko topljenca se bo raztopilo v raztopini in bolj ko je snov topna, višja je kemijska vrednost $K_s_p$.
Če želite izračunati konstanto produkta topnosti, boste morali najprej napisati disociacijsko enačbo in uravnotežen izraz $K_s_p$, nato pa vnesti molske koncentracije, če jih imate.
Na konstanto topnosti lahko vplivajo temperatura, tlak in velikost molekule, pomembna pa je za določanje topnosti, predvidevanje, ali bo nastala oborina, in razumevanje skupnega učinka ionov.
Kaj je naslednje?
Ste neutolažljivi, da ste končali učenje o konstanti topnosti?Utopite svojo žalost naš popoln vodnik po 11 pravilih topnosti .
Iščete druge kemijske priročnike?Tukaj se naučite uravnotežiti kemijske enačbe ali preberite teh šest primerov fizikalnih in kemijskih sprememb.
Obiskovanje kemije v srednji šoli?Zbrali smo več odličnih vodnikov za študij AP Chem, IB Chemistry in državni izpit Chemistry Regents v New Yorku.