Mokate chemijos, bet nelabai suprantate tirpumo produkto konstantą arba norite apie tai sužinoti daugiau? Nežinote, kaip apskaičiuoti molinį tirpumą iš $K_s_p$? Tirpumo konstanta arba $K_s_p$ yra svarbi chemijos dalis, ypač kai dirbate su tirpumo lygtimis arba analizuojate skirtingų tirpių medžiagų tirpumą. Kai gerai suvokiate $K_s_p$, į šiuos klausimus atsakyti tampa daug lengviau!
Šiame $K_s_p$ chemijos vadove paaiškinsime $K_s_p$ chemijos apibrėžimą, kaip jį išspręsti (su pavyzdžiais), kokie veiksniai jį veikia ir kodėl tai svarbu. Šio vadovo apačioje taip pat yra lentelė su $K_s_p$ vertėmis ilgo medžiagų sąrašo, kad būtų lengviau rasti tirpumo konstantos vertes.
Kas yra $K_s_p$?
$K_s_p$ yra žinomas kaip tirpumo konstanta arba tirpumo produktas. Tai pusiausvyros konstanta, naudojama lygtims, kai kieta medžiaga tirpsta skystame / vandeniniame tirpale. Primename, kad tirpi medžiaga (tai, kas yra tirpinama) laikoma tirpia, jei daugiau nei 1 gramą jos gali visiškai ištirpinti 100 ml vandens.
$K_s_p$ naudojamas tik tirpioms medžiagoms šiek tiek tirpsta ir visiškai netirpsta tirpale. (Tirpusi medžiaga yra netirpios jei jo niekas arba beveik niekas netirpsta tirpale.) $K_s_p$ reiškia, kiek tirpios medžiagos ištirps tirpale.
$K_s_p$ reikšmė skiriasi priklausomai nuo tirpios medžiagos. Kuo medžiaga tirpesnė, tuo didesnė jos $K_s_p$ cheminė vertė. O kas yra $K_s_p$ vienetai? Tiesą sakant, jame nėra vieneto! $K_s_p$ vertė neturi jokių vienetų, nesReagentų ir produktų molinės koncentracijos kiekvienai lygčiai yra skirtingos. Tai reikštų, kad $K_s_p$ vienetas kiekvienai problemai būtų skirtingas ir būtų sunkiai išsprendžiamas, todėl, kad būtų paprasčiau, chemikai paprastai iš viso atsisako $K_s_p$ vienetų. Kaip malonu iš jų!
Kaip apskaičiuojate $K_s_p$?
Šiame skyriuje paaiškiname, kaip išrašyti $K_s_p$ chemijos išraiškas ir kaip išspręsti $K_s_p$ reikšmę. Daugumoje chemijos pamokų retai reikės išspręsti $K_s_p$ vertę; dažniausiai rašysite išraiškas arba naudosite $K_s_p$ reikšmes tirpumas (tai paaiškiname, kaip tai padaryti skiltyje Kodėl $K_s_p$ svarbu).
$K_s_p$ išraiškų rašymas
Žemiau yra tirpumo produkto lygtis, po kurios pateikiamos keturios $K_s_p$ chemijos problemos kad galėtumėte pamatyti, kaip išrašyti $K_s_p$ išraiškas.
Reakcijai $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
Tirpumo išraiška yra $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
Pirmoji lygtis yra žinoma kaip disociacijos lygtis, o antroji yra subalansuota $K_s_p$ išraiška.
Šioms lygtims:
- A ir B žymi skirtingus jonus ir kietąsias medžiagas. Šiose lygtyse jie taip pat vadinami „produktais“.
- a ir b reiškia koeficientus, naudojamus lygčiai subalansuoti
- (aq) ir (s) nurodo, kokios būsenos produktas yra (atitinkamai vandeninis ar kietas)
- Skliausteliuose nurodoma molinė koncentracija. Taigi [AgCl] reiškia molinę AgCl koncentraciją.
Norint teisingai parašyti $K_s_p$ išraiškas, reikia gerai žinoti cheminius pavadinimus, daugiaatominius jonus ir su kiekvienu jonu susijusius krūvius. Be to, svarbiausias dalykas, kurį reikia žinoti naudojant šias lygtis, yra tai, kad kiekviena koncentracija (pavaizduota laužtiniuose skliaustuose) yra padidinta iki jos koeficiento laipsnio subalansuotoje $K_s_p$ išraiškoje.
Pažvelkime į keletą pavyzdžių.
1 pavyzdys
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
Šioje problemoje nepamirškite padalyti Br kvadratu $K_s_p$ lygtyje. Tai darote dėl koeficiento 2 disociacijos lygtyje.
Jungtinių Valstijų kiek miestų
2 pavyzdys
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
3 pavyzdys
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
4 pavyzdys
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
$K_s_p$ sprendimas su tirpumu
Norint apskaičiuoti $K_s_p$ vertę, reikia turėti molinio tirpumo vertes arba mokėti jas rasti.
Klausimas: Nustatykite AgBr (sidabro bromido) $K_s_p$, atsižvelgiant į tai, kad jo molinis tirpumas yra 5,71 x ^{¯}^7$ molių litre.
Pirmiausia turime parašyti dvi lygtis.
AgBr (-ai) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
Dabar, kadangi šią problemą sprendžiame dėl tikrosios $K_s_p$ vertės, įtraukiame mums suteiktas tirpumo reikšmes:
$K_s_p$ = (5,71 x ^{¯}^7$) (5,71 x ^{¯}^7$) = 3,26 x ^{¯}^13 $
$K_s_p$ vertė yra 3,26 x 10 $^{¯}^13 $
Kokie veiksniai turi įtakos $K_s_p$?
Šiame skyriuje aptariame pagrindinius veiksnius, turinčius įtakos tirpumo konstantos reikšmei.
Temperatūra
Didėjant temperatūrai, dauguma tirpių medžiagų labiau tirpsta skystyje. Jei norite įrodymų, pažiūrėkite, kaip gerai tirpi kava susimaišo puodelyje šalto vandens, palyginti su puodeliu karšto vandens. Temperatūra turi įtakos ir kietųjų medžiagų, ir dujų tirpumui tačiau nenustatyta, kad jis turėtų apibrėžto poveikio skysčių tirpumui.
Spaudimas
Slėgis taip pat gali turėti įtakos tirpumui, bet tik skysčiuose esančioms dujoms. Henrio dėsnis teigia, kad dujų tirpumas yra tiesiogiai proporcingas daliniam dujų slėgiui.
Henriko įstatymas parašytas kaip p = kc , kur
- p yra dalinis dujų slėgis virš skysčio
- k yra Henrio dėsnio konstanta
- c yra dujų koncentracija skystyje
Henrio dėsnis rodo, kad mažėjant daliniam slėgiui, mažėja ir dujų koncentracija skystyje, o tai savo ruožtu mažina tirpumą. Taigi mažesnis slėgis lemia mažesnį tirpumą, o didesnis slėgis – didesnį tirpumą.
Galite pamatyti, kaip veikia Henrio įstatymas, jei atidarysite sodos skardinę. Kai skardinė uždaryta, dujos patiria didesnį slėgį ir susidaro daug burbuliukų, nes daug dujų ištirpsta. Kai atidarote skardinę, slėgis sumažėja, o jei soda paliekama pakankamai ilgai, burbuliukai ilgainiui išnyks, nes sumažėjęs tirpumas ir jie nebetirpsta skystyje (jie burbuliavo iš gėrimo). .
Molekulinis dydis
Paprastai tirpios medžiagos, kurių molekulės yra mažesnės, yra labiau tirpios nei medžiagos, kuriose yra molekulių dalelių. Tirpikliui lengviau apsupti mažesnes molekules, todėl šios molekulės gali ištirpti greičiau nei didesnės molekulės.
jsp
Kodėl $K_s_p$ svarbu?
Kodėl tirpumo konstanta yra svarbi? Toliau pateikiami trys pagrindiniai laikai, kai turėsite naudoti $K_s_p$ chemiją.
Norėdami rasti tirpių medžiagų tirpumą
Įdomu, kaip apskaičiuoti molinį tirpumą iš $K_s_p$? Žinodami $K_s_p$ reikšmę, galite rasti skirtingų tirpių medžiagų tirpumą. Štai pavyzdys: $K_s_p$ $Ag_2SO_4$, sidabro sulfato, vertė yra 1,4 × ^{–}^5 $. Nustatykite molinį tirpumą.
Pirmiausia turime parašyti disociacijos lygtį: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
Tada įjungiame $K_s_p$ reikšmę, kad sukurtume algebrinę išraišką.
1,4×10$^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1,4×10$^{–}^5$= 4x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1,5x10$^{-}^2$ mln.
x$= [$Ag^{+}$]=3,0x10$^{-}^2$ mln.
Nuspėti, ar reakcijos metu susidarys nuosėdos
Kai žinome ištirpusios medžiagos $K_s_p$ reikšmę, galime išsiaiškinti, ar susimaišius jos jonų tirpalui atsiras nuosėdų. Žemiau pateikiamos dvi taisyklės, lemiančios nuosėdų susidarymą.
- Joninis produktas > $K_s_p$, tada atsiras kritulių
- Joninis produktas<$K_s_p$ then precipitation will not occur
Norėdami suprasti bendrą jonų efektą
$K_s_p$ taip pat yra svarbi bendro jonų efekto dalis. Bendrasis jonų efektas teigia, kad sumaišius du tirpalus, turinčius bendrą joną, pirmiausia nusėda tirpi medžiaga, kurios vertė yra mažesnė $K_s_p$.
Pavyzdžiui, į tirpalą pridedama BiOCl ir CuCl. Abiejuose yra $Cl^{-}$ jonų. BiOCl $K_s_p$ vertė yra 1,8 × ^{–}^31 $, o CuCl $K_s_p$ vertė yra 1,2 × ^{–}^6 $. BiOCl vertė yra mažesnė $K_s_p$, todėl jis nusodins prieš CuCl.
Tirpumo produkto konstantų lentelė
Žemiau yra diagrama, kurioje rodomos daugelio įprastų medžiagų $K_s_p$ vertės. $K_s_p$ reikšmės yra, kai medžiagų temperatūra yra apie 25 laipsnius Celsijaus, o tai yra standartinė. Kadangi $K_s_p$ reikšmės yra tokios mažos, jų reikšmės gali šiek tiek skirtis priklausomai nuo to, kurį šaltinį naudojate. Duomenys šioje diagramoje gauti iš Rod Ailendo universiteto Chemijos katedra .
| Medžiaga | Formulė | $K_s_p$ vertė |
| Aliuminio hidroksidas | $Al(OH)_3$ | 1,3 × 10 USD^{–}^33 USD |
| Aliuminio fosfatas | $AlPO_4$ | 6,3 × 10 USD^{–}^19 USD |
| Bario karbonatas | $BaCO_3$ | 5,1 × 10 USD^{–}^9 USD |
| Bario chromatas | $BaCrO_4$ | 1,2×10$^{–}^10$ |
| Bario fluoridas | $BaF_2$ | 1,0 × 10 USD^{–}^6 USD |
| Bario hidroksidas | $Ba(OH)_2$ | 5×10$^{–}^3$ |
| Bario sulfatas | $BaSO_4$ | 1,1 × 10 USD^{–}^10 USD |
| Bario sulfitas | $BaSO_3$ | 8×10$^{–}^7$ |
| Bario tiosulfatas | $BaS_2O_3$ | 1,6 × 10 USD^{–}^6 USD |
| Bismutilo chloridas | $BiOCl$ | 1,8 × 10 USD^{–}^31 USD |
| Bismutilo hidroksidas | $BiOOH$ | 4×10$^{–}^10$ |
| Kadmio karbonatas | $CdCO_3$ | 5,2 × 10 USD^{–}^12 USD |
| Kadmio hidroksidas | $Cd(OH)_2$ | 2,5 × 10 USD^{–}^14 USD |
| Kadmio oksalatas | $CdC_2O_4$ | 1,5 × 10 USD^{–}^8 USD |
| Kadmio sulfidas | $CdS$ | 8×10$^{–}^28$ |
| Kalcio karbonatas | $CaCO_3$ | 2,8×10$^{–}^9$ |
| Kalcio chromatas | $CaCrO_4$ | 7,1 × 10 USD^{–}^4 USD |
| Kalcio fluoridas | $CaF_2$ | 5,3×10$^{–}^9$ |
| Kalcio vandenilio fosfatas | $CaHPO_4$ | 1×10$^{–}^7$ |
| Kalcio hidroksidas | $Ca(OH)_2$ | 5,5 × 10 USD^{–}^6 USD |
| Kalcio oksalatas | $CaC_2O_4$ | 2,7 × 10 USD^{–}^9 USD |
| Kalcio fosfatas | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2,0 × 10 USD^{–}^29 USD |
| Kalcio sulfatas | $CaSO_4$ | 9,1 × 10 USD^{–}^6 USD |
| Kalcio sulfitas | $CaSO_3$ | 6,8×10$^{–}^8$ |
| Chromo (II) hidroksidas | $Cr(OH)_2$ | 2×10$^{–}^16$ |
| Chromo (III) hidroksidas | $Cr(OH)_3$ | 6,3 × 10 USD^{–}^31 USD |
| Kobalto (II) karbonatas | $CoCO_3$ | 1,4 × 10 USD^{–}^13 USD |
| Kobalto (II) hidroksidas | $Co(OH)_2$ | 1,6 × 10 USD^{–}^15 USD |
| Kobalto (III) hidroksidas | $Co(OH)_3$ | 1,6 × 10 USD^{–}^44 USD |
| Kobalto (II) sulfidas | $CoS$ | 4×10$^{–}^21$ |
| Vario (I) chloridas | $CuCl$ | 1,2 × 10 USD^{–}^6 USD |
| Vario (I) cianidas | $CuCN$ | 3,2×10$^{–}^20$ |
| Vario (I) jodidas | $ CuI$ | 1,1 × 10 USD^{–}^12 USD |
| Vario (II) arsenatas | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7,6 × 10 USD^{–}^36 USD |
| Vario (II) karbonatas | $CuCO_3$ | 1,4 × 10 USD^{–}^10 USD |
| Vario (II) chromatas | $CuCrO_4$ | 3,6 × 10 USD^{–}^6 USD |
| Vario (II) ferocianidas | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1,3 × 10 USD^{–}^16 USD |
| Vario (II) hidroksidas | $Cu(OH)_2$ | 2,2 × 10 USD^{–}^20 USD |
| Vario (II) sulfidas | $CuS$ | 6×10$^{–}^37$ |
| Geležies (II) karbonatas | $FeCO_3$ | 3,2×10$^{–}^11$ |
| Geležies (II) hidroksidas | $Fe(OH)_2$ | 8,0 ^{–}^16 $ |
| Geležies (II) sulfidas | $ FeS $ | 6×10$^{–}^19$ |
| Geležies (III) arsenatas | $FeAsO_4$ | 5,7×10$^{–}^21$ |
| Geležies (III) ferocianidas | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3,3 × 10 USD^{–}^41 USD |
| Geležies (III) hidroksidas | $Fe(OH)_3$ | 4×10$^{–}^38$ |
| Geležies (III) fosfatas | $FePO_4$ | 1,3 × 10 USD^{–}^22 USD |
| Švino (II) arsenatas | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×10$^{–}^6$ |
| Švino (II) azidas | $Pb(N_3)_2$ | 2,5 × 10 USD^{–}^9 USD |
| Švino (II) bromidas | $PbBr_2$ | 4,0 × 10 USD^{–}^5 USD |
| Švino (II) karbonatas | $PbCO_3$ | 7,4 × 10 USD^{–}^14 USD |
| Švino (II) chloridas | $PbCl_2$ | 1,6 × 10 USD^{–}^5 USD |
| Švino (II) chromatas | $PbCrO_4$ | 2,8×10$^{–}^13$ |
| Švino (II) fluoridas | $PbF_2$ | 2,7 × 10 USD^{–}^8 USD |
| Švino (II) hidroksidas | $Pb(OH)_2$ | 1,2×10$^{–}^15$ |
| Švino (II) jodidas | $PbI_2$ | 7,1 × 10 USD^{–}^9 USD |
| Švino (II) sulfatas | $PbSO_4$ | 1,6 × 10 USD^{–}^8 USD |
| Švino (II) sulfidas | $PbS$ | 3×10$^{–}^28$ |
| Ličio karbonatas | $Li_2CO_3$ | 2,5 × 10 USD^{–}^2 USD |
| Ličio fluoridas | $LiF$ | 3,8 × 10 USD^{–}^3 USD |
| Ličio fosfatas | $Li_3PO_4$ | 3,2×10$^{–}^9$ |
| Magnio amonio fosfatas | $MgNH_4PO_4$ | 2,5 × 10 USD^{–}^13 USD |
| Magnio arsenatas | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×10$^{–}^20$ |
| Magnio karbonatas | $MgCO_3$ | 3,5×10$^{–}^8$ |
| Magnio fluoridas | $MgF_2$ | 3,7 × 10 USD^{–}^8 USD |
| Magnio hidroksidas | $Mg(OH)_2$ | 1,8×10$^{–}^11$ |
| Magnio oksalatas | $MgC_2O_4$ | 8,5×10$^{–}^5$ |
| Magnio fosfatas | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×10$^{–}^25$ |
| Mangano (II) karbonatas | $MnCO_3$ | 1,8×10$^{–}^11$ |
| Mangano (II) hidroksidas | $Mn(OH)_2$ | 1,9 × 10 USD^{–}^13 USD |
| Mangano (II) sulfidas | $MnS$ | 3×10$^{–}^14$ |
| Gyvsidabrio (I) bromidas | $Hg_2Br_2$ | 5,6 × 10 USD^{–}^23 USD |
| Gyvsidabrio (I) chloridas | $Hg_2Cl_2$ | 1,3 × 10 USD^{–}^18 USD |
| Gyvsidabrio (I) jodidas | $Hg_2I_2$ | 4,5 × 10 USD^{–}^29 USD |
| Gyvsidabrio (II) sulfidas | $HgS$ | 2×10$^{–}^53$ |
| Nikelio (II) karbonatas | $NiCO_3$ | 6,6 × 10 USD^{–}^9 USD |
| Nikelio (II) hidroksidas | $Ni(OH)_2$ | 2,0 × 10 USD^{–}^15 USD |
| Nikelio (II) sulfidas | $NiS$ | 3×10$^{–}^19$ |
| Skandio fluoridas | $ScF_3$ | 4,2 × 10 USD^{–}^18 USD |
| Skandio hidroksidas | $Sc(OH)_3$ | 8,0 × 10 USD^{–}^31 USD |
| Sidabro acetatas | $Ag_2CH_3O_2$ | 2,0 × 10 USD^{–}^3 USD |
| Sidabrinis arsenatas | $Ag_3AsO_4$ | 1,0 × 10 USD^{–}^22 USD |
| Sidabro azidas | $AgN_3$ | 2,8×10$^{–}^9$ |
| Sidabro bromidas | $AgBr$ | 5,0 × 10 USD^{–}^13 USD |
| Sidabro chloridas | $AgCl$ | 1,8 × 10 USD^{–}^10 USD |
| Sidabro chromatas | $Ag_2CrO_4$ | 1,1 × 10 USD^{–}^12 USD |
| Sidabro cianidas | $AgCN$ | 1,2 × 10 USD^{–}^16 USD |
| Sidabro jodatas | $AgIO_3$ | 3,0 × 10 USD^{–}^8 USD |
| Sidabro jodidas | $AgI$ | 8,5 × 10 USD^{–}^17 USD |
| Sidabro nitritas | $AgNO_2$ | 6,0 × 10 USD^{–}^4 USD |
| Sidabro sulfatas | $Ag_2SO_4$ | 1,4 × 10 USD^{–}^5 USD |
| Sidabro sulfidas | $At_2S$ | 6×10$^{–}^51$ |
| Sidabro sulfitas | $Ag_2SO_3$ | 1,5 × 10 USD^{–}^14 USD |
| Sidabro tiocianatas | $AgSCN$ | 1,0 × 10 USD^{–}^12 USD |
| Stroncio karbonatas | $SrCO_3$ | 1,1 × 10 USD^{–}^10 USD |
| Stroncio chromatas | $SrCrO_4$ | 2,2 × 10 USD^{–}^5 USD |
| Stroncio fluoridas | $SrF_2$ | 2,5 × 10 USD^{–}^9 USD |
| Stroncio sulfatas | $SrSO_4$ | 3,2×10$^{–}^7$ |
| Talio (I) bromidas | $TlBr$ | 3,4 × 10 USD^{–}^6 USD |
| Talio (I) chloridas | $TlCl$ | 1,7 × 10 USD^{–}^4 USD |
| Talio (I) jodidas | $TlI$ | 6,5 × 10 USD^{–}^8 USD |
| Talio (III) hidroksidas | $Tl(OH)_3$ | 6,3 × 10 USD^{–}^46 USD |
| Alavo (II) hidroksidas | $Sn(OH)_2$ | 1,4 × 10 USD^{–}^28 USD |
| Alavo (II) sulfidas | $SnS$ | 1×10$^{–}^26$ |
| Cinko karbonatas | $ZnCO_3$ | 1,4 × 10 USD^{–}^11 USD |
| Cinko hidroksidas | $Zn(OH)_2$ | 1,2×10$^{–}^17$ |
| Cinko oksalatas | $ZnC_2O_4$ | 2,7 × 10 USD^{–}^8 USD |
| Cinko fosfatas | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9,0 × 10 USD^{–}^33 USD |
| Cinko sulfidas | $ZnS$ | 2×10$^{–}^25$ |
Išvada: $K_s_p$ chemijos vadovas
Kas yra $K_s_p$ chemijoje? Tirpumo produkto konstanta arba $K_s_p$ yra svarbus chemijos aspektas tiriant skirtingų tirpių medžiagų tirpumą. $K_s_p$ parodo, kiek tirpios medžiagos ištirps tirpale, ir kuo tirpesnė medžiaga, tuo didesnė cheminė $K_s_p$ vertė.
Norėdami apskaičiuoti tirpumo produkto konstantą, pirmiausia turėsite užrašyti disociacijos lygtį ir subalansuotą $K_s_p$ išraišką, tada įjunkite molines koncentracijas, jei jos nurodytos.
Tirpumo konstantą gali paveikti temperatūra, slėgis ir molekulių dydis, o tai svarbu nustatant tirpumą, numatant, ar susidarys nuosėdos, ir suprasti bendrą jonų poveikį.
Kas toliau?
Nepaguodžiate, kad baigėte mokytis apie tirpumo konstantą?Paskandinkite savo sielvartus mūsų išsamus 11 tirpumo taisyklių vadovas .
Ieškote kitų chemijos vadovų?Sužinokite, kaip subalansuoti chemines lygtis čia, arba perskaitykite šiuos šešis fizinių ir cheminių pokyčių pavyzdžius.
Ar mokaisi chemijos vidurinėje mokykloje?Sudarėme keletą puikių studijų vadovų, skirtų AP Chem, IB Chemistry ir Niujorko valstijos Chemistry Regents egzaminui.