Content

• Per trepitjar
• Mètode 1 de 2: utilitzar regles ràpides
• Mètode 2 de 2: càlcul de la solubilitat del K._sp
• Necessitats
• Consells
• Advertiments

En química, la solubilitat s’utilitza per descriure les propietats d’un sòlid que es barreja i es dissol completament en un líquid, sense deixar partícules no resoltes. Només els compostos iònics (carregats) són solubles. A efectes pràctics, memoritzar algunes regles o consultar una llista de regles és suficient per dir-vos si la majoria dels compostos iònics es mantindran sòlids quan es barregen amb aigua o si es dissol una quantitat significativa. En realitat, algunes molècules es dissoldran fins i tot si no veieu cap canvi, de manera que per a experiments precisos haureu de saber calcular aquesta quantitat.

Per trepitjar

Mètode 1 de 2: utilitzar regles ràpides

1. Obteniu més informació sobre els compostos iònics. Cada àtom normalment té un nombre d'electrons, però de vegades guanyen o perden un electró addicional. El resultat és un ió amb una càrrega elèctrica. Quan un ió amb càrrega negativa (un electró addicional) es troba amb un ió amb càrrega positiva (falta un electró), s’uneixen, igual que els extrems negatius i positius de dos imants. El resultat és un enllaç iònic.
   • Es diuen ions amb càrrega negativa anions, i ions amb càrrega positiva cations.
   • Normalment, el nombre d'electrons en un àtom és igual al nombre de protons, on les càrregues elèctriques estan en equilibri.
2. Conèixer la solubilitat. Molècules d’aigua (H.₂O) tenen una estructura inusual, amb la qual es comporten com un imant: un extrem té una càrrega positiva mentre que l’altre extrem està carregat negativament. Quan barregeu un enllaç iònic amb aigua, aquests "imants d'aigua" es reuniran al seu voltant, tractant de separar els ions positius i negatius. Alguns enllaços iònics no estan molt units; aquests són solubleperquè l’aigua es trencarà i dissoldrà l’enllaç. Altres compostos tenen vincles més forts i ho són No solucionableperquè es poden enganxar malgrat les molècules d’aigua.
   • Algunes connexions tenen enllaços interns que són comparables en força a l'atracció de l'aigua. Aquestes substàncies ho són moderadament soluble, perquè una part important (però no tota) dels bons es separarà.
3. Estudieu les regles de solubilitat. Com que les interaccions entre àtoms són força complexes, no sempre és intuïtiu quins compostos són solubles i insolubles. Cerqueu el primer ió del compost a la llista següent per esbrinar com es comporta normalment i, a continuació, comproveu les excepcions per assegurar-vos que el segon ió no interaccioni de manera anormal.
   • Per exemple, per utilitzar clorur d’estronci (SrCl₂), cerqueu Sr o Cl en els passos en negreta que s’indiquen a continuació. Cl és "majoritàriament solucionable", així que comproveu si hi ha excepcions a continuació. Sr no està indicat com a excepció, de manera que SrCl₂ ser soluble.
   • A continuació es detallen les excepcions més habituals de cada regla. Hi ha altres excepcions, però probablement no les trobareu a una classe o a un laboratori de química comuns.
4. Els compostos són solubles quan contenen metalls alcalins, inclosos Li, Na, K, Rb i Cs. També s’anomenen elements del grup IA: liti, sodi, potassi, rubidi i cesi. Gairebé qualsevol compost amb algun d’aquests ions és soluble.
   • Excepció: Li₃PO₄ no és soluble.
5. Compostos amb NO₃, C₂H.₃O₂, NO₂, ClO₃ i ClO₄ són solubles. Es tracta d’ions nitrat, acetat, nitrit, clorat i perclorat respectivament. Tingueu en compte que l’acetat sovint s’abreuja amb OAc.
   • Excepcions: Ag (OAc) (acetat de plata) i Hg (OAc)₂ (acetat de mercuri) no són solubles.
   • AgNO₂ i KClO₄ només són "parcialment solubles".
6. els compostos amb Cl, Br i I solen ser solubles. Els ions clorur, bromur i iodur formen gairebé sempre compostos solubles, també coneguts com a sals halògenes.
   • Excepció: Si algun d’aquests s’uneix amb ions de plata (Ag), mercuri (Hg₂), o plom (Pb), el resultat no és soluble. El mateix s'aplica als compostos menys comuns amb coure (Cu) i tal·li (Tl).
7. Connexions a SO₄ solen ser solubles. L’ió sulfat sol formar compostos solubles, però hi ha diverses excepcions.
   • Excepcions: L’ió sulfat forma compostos insolubles amb els ions següents: estronci Sr, bari Ba, plom Pb, plata Ag, calci Ca, radi Ra i plata diatòmica Ag₂. Tingueu en compte que el sulfat de plata i el sulfat de calci es dissolen el suficient per ser anomenat de vegades poc soluble.
8. Els compostos amb OH o S no són solubles. Aquests són els ions hidròxid i sulfur, respectivament.
   • Excepcions: Recordeu els metalls alcalins (grup I-A) i quant els agrada formar compostos insolubles? Li, Na, K, Rb i Cs formen compostos solubles amb ions hidròxid o sulfur. A més, l’hidròxid forma sals solubles amb ions metalls alcalins terrosos (grup II-A): Ca de calci, Sr d’estronci i Ba de bari. Tingueu en compte que l’hidròxid amb compost alcalinotèrre té prou molècules per unir-se entre si per ser considerat de vegades “poc soluble”.
9. Compostos amb CO₃ o PO₄ no són solubles. Comproveu per última vegada si hi ha ions carbonat i fosfat i heu de saber què podeu esperar del compost.
   • Excepcions: Aquests ions formen compostos solubles amb les substàncies habituals, els metalls alcalins Li, Na, K, Rb i Cs, així com amb l’amoni NH₄.

Mètode 2 de 2: càlcul de la solubilitat del K._sp

1. Cerqueu el producte de solubilitat de la constant K._sp. Aquesta constant és diferent per a cada connexió, de manera que haurà de buscar-la en una taula del llibre de text o en línia. Atès que aquests valors es determinen de manera experimental, poden variar molt de taula en taula, per la qual cosa és millor utilitzar la taula del vostre llibre de text, si n’hi ha. Tret que s’indiqui el contrari, la majoria de les taules assumeixen una temperatura ambient de 25o C.
   • Per exemple, si voleu dissoldre iodur de plom (PbI₂), escriviu la constant d’equilibri del producte de solubilitat. Si feu servir una taula a bilbo.chm.uri.edu, utilitzeu la constant 7,1 × 10.
2. Primer, escriviu l’equació química. En primer lloc, determineu com el compost es descompon en ions quan es dissol. Ara escriviu una equació amb K._sp d'una banda i els ions individuals de l'altra.
   • Per exemple, una molècula de PbI₂ es divideix en els ions Pb, I i un altre I (només cal conèixer o buscar la càrrega d’un ió, perquè saps que el compost total sempre té una càrrega neutra).
   • Escriviu l’equació 7.1 × 10 = [Pb] [I]
3. Ajusteu l'equació per utilitzar variables. Torneu a escriure l’equació com un sol problema d’àlgebra, utilitzant el vostre coneixement del nombre de molècules o ions. Definiu x igual a la quantitat de substància que es dissolgui i reescriviu les variables com a nombres de cada ió en termes de x.
   • En el nostre exemple, reescrivim 7,1 × 10 = [Pb] [I]
   • Com que només hi ha un ió de plom (Pb) al compost, el nombre de molècules compostes dissoltes serà igual al nombre d’ions de plom lliures. Així podem substituir [Pb] per x.
   • Com que hi ha dos ions iode (I) per a cada ió de plom, podem equiparar el nombre d’àtoms de iode a 2x.
   • Ara l’equació diu 7.1 × 10 = (x) (2x)
4. Penseu en els ions comuns, si n’hi ha. Omet aquest pas si dissols el compost en aigua pura. No obstant això, si el compost es dissol en una solució que ja conté un o més dels ions constituents (un "ió comú"), la solubilitat es redueix significativament. L'efecte dels ions comuns és més notable en compostos que són majoritàriament insolubles i, en aquests casos, es pot suposar que la gran majoria dels ions en equilibri provenen de l'ió ja present a la solució. Torneu a escriure l'equació amb la concentració molar coneguda (mols per litre o M) dels ions que ja hi ha a la solució, substituint el valor de x que heu utilitzat per a aquest ió.
   • Per exemple, si el nostre compost de iode de plom es dissolgués en una solució que contingués 0,2 M de clorur de plom (PbCl₂), llavors podem reescriure l’equació com a 7.1 × 10 = (0.2M + x) (2x). I llavors, com que 0,2 M és una concentració tan superior a x, podem reescriure-la amb seguretat com a 7,1 × 10 = (0,2 M) (2x).
5. Resol l’equació. Resol per x i sap com de soluble és el compost. A causa de la forma en què es defineix la constant de solubilitat, la vostra resposta s'expressarà com el nombre de mols del compost dissolt per litre d'aigua. És possible que necessiteu una calculadora per trobar la resposta final.
   • El següent s’aplica a la solubilitat en aigua pura, no amb ions comuns.
   • 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 = Es dissoldran 1,2 x 10 mols per litre. Es tracta d’una quantitat molt petita, de manera que sabeu que aquest compost és en principi poc soluble.

Necessitats

• Taula de constants per als productes de solubilitat (K._sp) per a connexions.

Consells

• Si teniu dades d’experiments sobre el grau en què es dissol un compost, podeu utilitzar la mateixa equació per resoldre la constant de solubilitat K_sp.

Advertiments

• No hi ha una definició universalment acceptada d’aquests termes, però els químics coincideixen en la majoria dels compostos. Alguns casos marginals relacionats amb els compostos amb una proporció significativa de molècules dissoltes i no dissoltes es poden descriure amb diferents taules de solubilitat.
• Alguns llibres de text antics donen NH₄OH de nou com a composició soluble. Això és incorrecte; petites quantitats de NH₄ i es poden observar ions OH, però no es poden aïllar per formar un compost.