Ինչպես հաշվարկել լուծելիությունը. 14 քայլ (նկարներով)

2025 Հեղինակ: Jason Gerald | gerald@how-what-advice.com. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 12:20

Քիմիայում լուծելիությունը օգտագործվում է պինդ միացությունների հատկությունները նկարագրելու համար, որոնք խառնվում և ամբողջությամբ լուծարվում են հեղուկի հետ ՝ չթողնելով որևէ չլուծվող մասնիկ: Միայն իոնացված (լիցքավորված) միացությունները կարող են լուծարվել: Հարմարության համար կարող եք պարզապես անգիր մի քանի կանոններ կամ անդրադառնալ ցուցակին ՝ տեսնելու, թե պինդ միացությունների մեծ մասը ջրի մեջ տեղադրվելիս պինդ կմնա՞ն, թե՞ մեծ քանակությամբ կլուծվեն: Փաստորեն, որոշ մոլեկուլներ կլուծվեն, նույնիսկ եթե դուք չեք կարող տեսնել փոփոխությունը: Որպեսզի փորձը ճշգրիտ կատարվի, դուք պետք է իմանաք, թե ինչպես հաշվարկել լուծարված գումարը:

Քայլ

Մեթոդ 1 -ը ՝ 2 -ից. Օգտագործելով արագ կանոններ

Քայլ 1. Ուսումնասիրեք իոնային միացությունները:

Սովորաբար յուրաքանչյուր ատոմ ունի որոշակի թվով էլեկտրոններ: Այնուամենայնիվ, երբեմն ատոմները ձեռք են բերում կամ կորցնում էլեկտրոններ: Արդյունքն ա իոն որը էլեկտրական լիցքավորված է: Երբ բացասական լիցքավորված իոնը (ունենալով մեկ լրացուցիչ էլեկտրոն) հանդիպում է դրական լիցքավորված իոնի հետ (կորցնում է էլեկտրոնը), երկու իոնները միանում են միմյանց, ինչպես մագնիսի դրական և բացասական բևեռները ՝ արտադրելով իոնային միացություն:

• Բացասական լիցքավորված իոնները կոչվում են անիոն, մինչդեռ դրական լիցքավորված իոնը կոչվում է կատիոն.
• Սովորական պայմաններում էլեկտրոնների թիվը հավասար է ատոմի պրոտոնների թվին, ինչը մերժում է նրա էլեկտրական լիցքը:

Քայլ 2. Հասկացեք լուծելիության թեման:

Molecրի մոլեկուլներ (Հ₂Օ) ունի անսովոր կառուցվածք, որը նման է մագնիսին: Մի ծայրը ունի դրական լիցք, իսկ մյուս ծայրը ՝ բացասական: Երբ իոնային միացությունը տեղադրվում է ջրում, ջրի «մագնիսը» շրջապատելու է այն և փորձելու է գրավել և տարանջատել դրական և բացասական իոնները: Որոշ իոնային միացությունների կապերը շատ ամուր չեն: Նման բարդույթ ջրում լուծվող քանի որ ջուրը կբաժանի իոնները և կլուծի դրանք: Որոշ այլ միացություններ ավելի ամուր կապեր ունեն, որպեսզի ջրում լուծելի չէ չնայած ջրի մոլեկուլներով շրջապատված լինելուն:

Տարբեր այլ միացություններ ունեն ներքին կապեր, որոնք նույնքան ամուր են, որքան ջուրը ձգում է մոլեկուլները: Նման միացությունները կոչվում են մի փոքր լուծելի ջրում քանի որ միացության մի մեծ մասը գրավում է ջուրը, բայց մնացածը դեռ միաձուլված է:

Քայլ 3. Իմացեք լուծելիության կանոնները:

Ինտերատոմիական փոխազդեցությունները բավականին բարդ են: Compրում լուծվող կամ չլուծվող միացությունները չեն կարող ուղղակի ինտուիտիվ կերպով դիտվել: Գտեք բարդի առաջին իոնը, որը պետք է փնտրել ստորև բերված ցուցակում `դրա վարքագիծը որոշելու համար: Հաջորդը, ստուգեք որևէ բացառություն, որպեսզի համոզվեք, որ երկրորդ իոնը չունի որևէ անսովոր փոխազդեցություն:

• Օրինակ ՝ Ստտրոնցիումի քլորիդը (SrCl) ստուգելու համար₂), փնտրեք Sr կամ Cl ստորև նշված համարձակ քայլերում: Cl- ը «սովորաբար ջրի լուծելի է», ուստի հաջորդը ստուգեք բացառությունների համար: Sr- ը բացառության մեջ չի մտնում, այնպես որ SrCl- ը₂ անպայման լուծելի է ջրում:
• Յուրաքանչյուր կանոնից ամենատարածված բացառությունները թվարկված են ստորև: Կան մի քանի այլ բացառություններ, բայց դրանք, հավանաբար, չեն գտնվի լաբորատորիայի կամ ընդհանրապես քիմիայի դասարանում:

Քայլ 4. Միացությունները կարող են լուծարվել, եթե դրանք պարունակում են ալկալիական մետաղներ, այդ թվում `Li⁺, Նա⁺, Կ⁺, Rb⁺, և Cs⁺.

Այս տարրերը հայտնի են նաև որպես IA խմբի տարրեր ՝ լիթիում, նատրիում, կալիում, ռուբիդիում և ցեզիում: Այս իոններից մեկը պարունակող գրեթե բոլոր միացությունները լուծելի են ջրում:

• Բացառություն.

  Լի₃PO₄ ջրի մեջ չլուծվող:

Քայլ 5. ՈՉ: Բարդություններ₃^-, Գ₂Հ₃Օ₂^-, ՈՉ₂^-, ClO₃^-, և ClO₄^- լուծելի է ջրում:

Անունները համապատասխանաբար նիտրատ, ացետատ, նիտրիտ, քլորատ և պերկլորատ իոններ են: Նկատի ունեցեք, որ ացետատը հաճախ կրճատվում է մինչև OAC:

• Բացառություն.

  Ag (OAc) (Արծաթի ացետատ) և Hg (OAc)₂ (սնդիկի ացետատ) անլուծելի է ջրում:

• AgNO₂^- և KClO₄^- միայն «փոքր -ինչ լուծելի է ջրում»:

Քայլ 6. Cl. Միացություններ^-, Եղբայր^-, եւ ես^- սովորաբար փոքր -ինչ լուծելի է ջրում:

Քլորիդ, բրոմիդ և յոդիդ իոնները միշտ կազմում են ջրի լուծվող միացություններ, որոնք կոչվում են հալոգենային աղեր:

• Բացառություն.

  Եթե այս իոններից մեկը կապում է արծաթի իոնը Ag⁺, սնդիկի Hg₂²⁺, կամ կապարի Pb²⁺, ստացված միացությունը ջրի մեջ անլուծելի է: Նույնը վերաբերում է ավելի քիչ տարածված բարդին, այն է ՝ Cu զույգին⁺ եւ թալիում Tl⁺.

Քայլ 7. SO պարունակող միացություններ₄^2- ընդհանրապես լուծելի է ջրում:

Սուլֆատ իոնը սովորաբար կազմում է ջրի լուծվող միացություններ, սակայն կան որոշ բացառություններ:

• Բացառություն.

  Սուլֆատ իոնը ջրի մեջ անլուծելի միացություններ է ստեղծում `ստրոնցիում Sr²⁺, բարիում Ba²⁺, կապար Pb²⁺, արծաթ Ag⁺, կալցիում Ca²⁺, ռադիում Ra²⁺, և դիատոմիկ արծաթ Ag₂²⁺. Նկատի ունեցեք, որ արծաթի սուլֆատը և կալցիումի սուլֆատը բավականաչափ լուծելի են, ինչը ոմանք դրանք անվանում են մի փոքր ջրի լուծելի:

Քայլ 8. OH պարունակող միացություններ^- կամ Ս^2- ջրի մեջ չլուծվող:

Վերը նշված իոնները կոչվում են հիդրօքսիդ և սուլֆիդ:

• Բացառություն.

  Հիշեք ալկալիական մետաղների մասին (I-A խմբեր) և թե որքան հեշտությամբ են այդ խմբերում գտնվող տարրերի իոնները ձևավորում ջրում լուծվող միացություններ: Լի⁺, Նա⁺, Կ⁺, Rb⁺, և Cs⁺ հիդրօքսիդի կամ սուլֆիդի իոնների հետ կստեղծի ջրում լուծվող միացություններ: Բացի այդ, հիդրօքսիդները ձևավորում են նաև ջրալուծելի աղեր `ալկալային երկրի իոններով (II խումբ-Ա). Կալցիում Ca²⁺, ստրոնցիում Sr²⁺, և բարիում Ba²⁺. Նկատի ունեցեք, որ հիդրօքսիդներից և ալկալային երկրներից առաջացած միացությունները դեռ ունեն միմյանց հետ կապված բավականաչափ մոլեկուլներ, որոնք երբեմն կոչվում են «ջրի մեջ մի փոքր լուծելի»:

Քայլ 9. CO պարունակող միացություններ₃^2- կամ PO₄^3- ջրի մեջ չլուծվող:

Եվս մեկ ստուգում կարբոնատ և ֆոսֆատ իոնների համար: Դուք արդեն պետք է իմանաք, թե ինչ կլինի իոնների միացության հետ:

• Բացառություն.

  Այս իոնները ալկալիական մետաղներով կազմում են ջրում լուծվող միացություններ, այն է ՝ Li⁺, Նա⁺, Կ⁺, Rb⁺, և Cs⁺, ինչպես և ամոնիումի NH- ն₄⁺.

Մեթոդ 2 2 -ից. Լուծելիության հաշվարկ Կ_sp

Քայլ 1. Գտիր K արտադրանքի լուծելիության հաստատուն_sp.

Յուրաքանչյուր բաղադրիչ ունի տարբեր հաստատուն, դուք պետք է այն փնտրեք ձեր դասագրքի կամ առցանց աղյուսակի մեջ: Քանի որ արժեքները որոշվում են փորձնականորեն, տարբեր աղյուսակներ կարող են ցուցադրել տարբեր հաստատուններ: Խիստ խորհուրդ է տրվում օգտագործել դասագրքի աղյուսակները, եթե դրանք ունեք: Եթե այլ բան նշված չէ, աղյուսակների մեծ մասը ենթադրում է, որ ջերմաստիճանը 25ºC է:

Օրինակ, եթե լուծարվածը կապարի յոդիդ PbI է₂, գրել ապրանքի լուծելիության հաստատուն: Երբ վերաբերում եք bilbo.chm.uri.edu- ի սեղանին, օգտագործեք հաստատուն 7, 1 × 10^–9.

Քայլ 2. Գրեք քիմիական հավասարումը:

Նախ, որոշեք այն գործընթացը, որով միացությունը լուծարվելիս բաժանվում է իոնների: Այնուհետև գրեք քիմիական հավասարումը K- ով_sp մի կողմից և բաղադրիչ իոնները ՝ մյուս կողմից:

• Օրինակ ՝ PbI. Մոլեկուլ₂ բաժանված է Pb իոնների²⁺, Ես^-, և ես `իոններ^-. (Դուք միայն պետք է իմանաք կամ փնտրեք լիցքը մեկ իոնի վրա, քանի որ միացությունն ամբողջությամբ ունի չեզոք լիցք):
• Գրիր հավասարումը 7, 1 × 10^–9 = [Pb²⁺] [Ես^-]²

Քայլ 3. Փոփոխեք հավասարումը `փոփոխական օգտագործելու համար:

Հավասարը վերաշարադրեք որպես հասարակ հանրահաշվական խնդիր ՝ օգտագործելով մոլեկուլների և իոնների թվի իմացությունը: Այս հավասարման մեջ x- ը լուծվող միացությունների թիվն է: Վերաշարադրել այն փոփոխականները, որոնք ներկայացնում են յուրաքանչյուր իոնի թիվը x տեսքով:

• Այս օրինակում հավասարումը վերաշարադրվում է որպես 7, 1 × 10^–9 = [Pb²⁺] [Ես^-]²
• Քանի որ կա մեկ կապարի իոն (Պբ²⁺) միացության մեջ լուծված միացության մոլեկուլների թիվը հավասար է ազատ կապարի իոնների թվին: Այժմ մենք կարող ենք գրել [Pb²⁺] x- ի դեմ:
• Քանի որ կան յոդի երկու իոն (I^-) յուրաքանչյուր կապարի իոնի համար յոդի ատոմների թիվը կարող է գրվել 2 անգամ:
• Այժմ հավասարումը 7 է, 1 × 10^–9 = (x) (2x)²

Քայլ 4. Հաշվի առեք, եթե հնարավոր է, սովորաբար առկա այլ իոններ:

Բաց թողեք այս քայլը, եթե բաղադրությունը լուծարվում է մաքուր ջրում: Երբ միացությունը լուծվում է այն լուծույթում, որն արդեն պարունակում է մեկ կամ մի քանի բաղադրիչ իոններ («ընդհանուր իոններ»), նրա լուծելիությունը զգալիորեն կբարձրանա: Ընդհանուր իոնային ազդեցությունը լավագույնս երեւում է ջրի մեջ մեծապես անլուծելի միացությունների մեջ: Այս դեպքում կարելի է ենթադրել, որ հավասարակշռության մեջ գտնվող իոնների մեծ մասը գալիս են արդեն լուծույթում առկա իոններից: Ռեակցիայի համար վերաշարադրեք հավասարումը, որը ներառում է լուծույթում արդեն առկա իոնի հայտնի մոլային կոնցենտրացիան (մոլեր մեկ լիտր կամ M), դրանով իսկ փոխարինելով իոնի համար օգտագործվող x արժեքը:

Օրինակ, եթե բարդ կապարի յոդիդը լուծարվում է 0.2 Մ կապարի քլորիդ (PbCl) պարունակող լուծույթում₂), ապա հավասարումը կլինի 7, 1 × 10^–9 = (0, 2 Մ+x) (2x)². Հետո, քանի որ 0.2 Մ -ն x- ից ավելի կենտրոնացված կոնցենտրացիա է, հավասարումը կարող է վերաշարադրվել որպես 7.1 × 10^–9 = (0, 2 Մ) (2x)².

Քայլ 5. Լուծիր հավասարումը:

Լուծիր x- ը `պարզելու համար, թե որքան լուծելի է միացությունը ջրում: Քանի որ լուծելիության հաստատունն արդեն հաստատված է, պատասխանը վերաբերում է մեկ լիտր ջրի վրա լուծված միացության մոլի քանակին: Ձեզ կարող է անհրաժեշտ լինել հաշվիչ ՝ վերջնական պատասխանը հաշվարկելու համար:

• Հետևյալ պատասխանը մաքուր ջրում լուծելիության համար է ՝ առանց սովորական իոնների:
• 7, 1×10^–9 = (x) (2x)²
• 7, 1×10^–9 = (x) (4x²)
• 7, 1×10^–9 = 4x³
• (7, 1×10^–9) 4 = x³
• x = ((7, 1 × 10^–9) ÷ 4)
• x = = 1, 2 x 10^-3 խոլերը մեկ լիտրի համար կլուծվեն. Այս գումարը այնքան փոքր է, որ էապես անլուծելի է ջրում: