Opitko kemiaa, mutta et täysin ymmärrä liukoisuustulovakiota tai haluatko oppia siitä lisää? Etkö ole varma mooliliukoisuuden laskemisesta $K_s_p$:sta? Liukoisuusvakio eli $K_s_p$ on tärkeä osa kemiaa, varsinkin kun työskentelet liukoisuusyhtälöiden kanssa tai analysoit eri liukoisten aineiden liukoisuutta. Kun sinulla on vakaa käsitys $K_s_p$:sta, näihin kysymyksiin on paljon helpompi vastata!
Tässä $K_s_p$ kemian oppaassa selitämme $K_s_p$ kemian määritelmän, kuinka se ratkaistaan (esimerkein), mitkä tekijät vaikuttavat siihen ja miksi se on tärkeää. Tämän oppaan alaosassa on myös taulukko, jossa on $K_s_p$-arvot pitkälle aineluettelolle, jotta sinun on helppo löytää liukoisuusvakioarvot.
Mikä on $K_s_p$?
$K_s_p$ tunnetaan liukoisuusvakiona tai liukoisuustulona. Se on yhtälöissä käytetty tasapainovakio, kun kiinteä aine liukenee neste-/vesiliuokseen. Muistutuksena, että liuennutta ainetta (mitä liukenee) pidetään liukenevana, jos yli 1 gramma sitä voidaan liuottaa kokonaan 100 ml:aan vettä.
$K_s_p$ käytetään vain liuenneille aineille liukenee hieman eivätkä täysin liukene liuokseen. (Liuotettu aine on liukenematon jos mikään tai tuskin mikään siitä liukene liuokseen.) $K_s_p$ edustaa kuinka paljon liuenneesta aineesta liukenee liuokseen.
$K_s_p$:n arvo vaihtelee liuenneen aineen mukaan. Mitä liukenevampi aine on, sitä suurempi on sen $K_s_p$ kemiallinen arvo. Ja mitkä ovat $K_s_p$-yksiköt? Itse asiassa siinä ei ole yksikköä! Arvolla $K_s_p$ ei ole yksiköitä, koskalähtöaineiden ja tuotteiden moolipitoisuudet ovat erilaisia kullekin yhtälölle. Tämä tarkoittaisi, että $K_s_p$-yksikkö olisi erilainen jokaiselle ongelmalle ja sitä olisi vaikea ratkaista, joten yksinkertaistaakseen kemistit yleensä jättävät $K_s_p$-yksiköt kokonaan pois. Kuinka mukavia heistä!
mylivecricket live-kriketissä
Kuinka lasket $K_s_p$?
Tässä osiossa selitämme, kuinka kirjoitetaan $K_s_p$ kemialliset lausekkeet ja kuinka ratkaistaan $K_s_p$:n arvo. Useimmilla kemian luokilla sinun on harvoin ratkaistava arvo $K_s_p$; suurimman osan ajasta kirjoitat lausekkeet tai käytät $K_s_p$-arvoja niiden ratkaisemiseen liukoisuus (Miksi selitämme kuinka tehdä osiossa Miksi $K_s_p$ on tärkeää).
$K_s_p$ lausekkeiden kirjoittaminen
Alla on liukoisuustuloyhtälö, jota seuraa neljä $K_s_p$ kemian tehtävää joten voit nähdä kuinka kirjoittaa $K_s_p$ lausekkeita.
Reaktiolle $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
Liukoisuuslauseke on $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
Ensimmäinen yhtälö tunnetaan dissosiaatioyhtälönä ja toinen on tasapainotettu $K_s_p$ -lauseke.
Näille yhtälöille:
- A ja B edustavat erilaisia ioneja ja kiinteitä aineita. Näissä yhtälöissä niitä kutsutaan myös 'tuotteiksi'.
- a ja b edustavat yhtälön tasapainottamiseen käytettyjä kertoimia
- (aq) ja (s) osoittavat, missä tilassa tuote on (vesipitoinen tai kiinteä).
- Kiinnikkeet tarkoittavat molaarikonsentraatiota. Joten [AgCl] edustaa AgCl:n moolipitoisuutta.
Jotta voit kirjoittaa $K_s_p$ -lausekkeet oikein, sinulla on oltava hyvät tiedot kemiallisista nimistä, polyatomisista ioneista ja kuhunkin ioniin liittyvistä varauksista. Lisäksi avainasia, joka on huomioitava näissä yhtälöissä, on, että jokainen konsentraatio (esitetty hakasulkeilla) korotetaan kertoimensa potenssiin tasapainotetussa $K_s_p$-lausekkeessa.
Katsotaanpa muutamia esimerkkejä.
Esimerkki 1
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
Tässä ongelmassa älä unohda neliöidä Br:ää yhtälössä $K_s_p$. Teet tämän dissosiaatioyhtälön kertoimen 2 takia.
Esimerkki 2
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
Esimerkki 3
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
Esimerkki 4
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
$K_s_p$:n ratkaiseminen liukoisuudella
Jotta voit laskea arvon $K_s_p$:lle, sinulla on oltava molaariset liukoisuusarvot tai pystyttävä löytämään ne.
Kysymys: Määritä AgBr:n (hopeabromidin) $K_s_p$, koska sen molaarinen liukoisuus on 5,71 x ^{¯}^7$ moolia litrassa.
Ensin meidän on kirjoitettava kaksi yhtälöä.
AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
Nyt, koska tässä ongelmassa ratkaisemme todellista arvoa $K_s_p$, liitämme meille annetut liukoisuusarvot:
$K_s_p$ = (5,71 x ^{¯}^7$) (5,71 x ^{¯}^7$) = 3,26 x ^{¯}^13$
kuinka suuri näyttöni on
$K_s_p$:n arvo on 3,26 x ^{¯}^13$
Mitkä tekijät vaikuttavat $K_s_p$:iin?
Tässä osiossa käsitellään tärkeimpiä tekijöitä, jotka vaikuttavat liukoisuusvakion arvoon.
Lämpötila
Useimmat liuenneet aineet liukenevat nesteeseen paremmin lämpötilan noustessa. Jos haluat todisteita, katso kuinka hyvin pikakahvi sekoittuu kupilliseen kylmää vettä verrattuna kuppilliseen kuumaa vettä. Lämpötila vaikuttaa sekä kiinteiden aineiden että kaasujen liukoisuuteen mutta sillä ei ole havaittu olevan määriteltyä vaikutusta nesteiden liukoisuuteen.
Paine
Paine voi myös vaikuttaa liukoisuuteen, mutta vain nesteissä oleville kaasuille. Henryn lain mukaan kaasun liukoisuus on suoraan verrannollinen kaasun osapaineeseen.
Henryn laki on kirjoitettu näin s = kc , missä
- s on kaasun osapaine nesteen yläpuolella
- k on Henryn laki vakio
- c on kaasun pitoisuus nesteessä
Henryn laki osoittaa, että kun osapaine laskee, myös kaasun pitoisuus nesteessä pienenee, mikä puolestaan vähentää liukoisuutta. Joten pienempi paine johtaa vähemmän liukoisuuteen ja suurempi paine johtaa enemmän liukoisuuteen.
Voit nähdä Henryn lain toiminnassa, jos avaat soodatölkin. Kun tölkki suljetaan, kaasussa on enemmän painetta ja siinä on paljon kuplia, koska suuri osa kaasusta on liuennut. Kun avaat tölkin, paine laskee, ja jos jätät soodan seisomaan riittävän pitkään, kuplat häviävät lopulta, koska liukoisuus on heikentynyt eivätkä ne enää liukene nesteeseen (ne ovat kuplineet juomasta) .
Molekyylikoko
Yleensä liuenneet aineet, joissa on pienempiä molekyylejä, ovat liukoisempia kuin ne, joissa on molekyylihiukkasia. Liuottimen on helpompi ympäröidä pienempiä molekyylejä, joten nämä molekyylit voivat liueta nopeammin kuin suuremmat molekyylit.
Miksi $K_s_p$ on tärkeää?
Miksi liukoisuusvakiolla on väliä? Alla on kolme keskeistä kertaa, kun sinun on käytettävä $K_s_p$ -kemiaa.
Löytää liukoisten aineiden liukoisuuden
Mietitkö, kuinka mooliliukoisuus lasketaan $K_s_p$:sta? Kun tiedät $K_s_p$:n arvon, voit löytää eri liuenneiden aineiden liukoisuuden. Tässä on esimerkki: Hopeasulfaatin $K_s_p$-arvo $Ag_2SO_4$ on 1,4 × ^{–}^5$. Määritä molaarinen liukoisuus.
Ensin meidän on kirjoitettava dissosiaatioyhtälö: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
Seuraavaksi liitämme arvon $K_s_p$ luodaksemme algebrallisen lausekkeen.
1,4×10 $^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1,4×10$^{–}^5$= 4x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1,5x10$^{-}^2$ milj.
x$= [$Ag^{+}$]=3,0x^{-}^2$ M
Ennustamaan, muodostuuko sakka reaktioissa
Kun tiedämme liuenneen aineen $K_s_p$-arvon, voimme selvittää, syntyykö sakka, jos sen ionien liuosta sekoitetaan. Alla on kaksi sääntöä, jotka määräävät sakan muodostumisen.
- Ionituote > $K_s_p$, silloin tapahtuu sadetta
- Ioninen tuote<$K_s_p$ then precipitation will not occur
Ymmärtääksesi yhteisen ionivaikutuksen
$K_s_p$ on myös tärkeä osa yhteistä ionivaikutusta. Yhteinen ionivaikutus sanoo, että kun kaksi liuosta, joilla on yhteinen ioni, sekoitetaan, liuennut aine, jonka arvo on pienempi $K_s_p$, saostuu ensin.
Esimerkiksi, esimerkiksi BiOCl ja CuCl lisätään liuokseen. Molemmat sisältävät $Cl^{-}$-ioneja. BiOCl:n $K_s_p$-arvo on 1,8×^{–}^31$ ja CuCl:n $K_s_p$-arvo on 1,2×^{–}^6$. BiOCl:lla on pienempi $K_s_p$-arvo, joten se saostuu ennen CuCl:a.
Liukoisuustuotteen vakiotaulukko
Alla on kaavio, joka näyttää $K_s_p$-arvot monille yleisille aineille. $K_s_p$-arvot koskevat, kun aineiden lämpötila on noin 25 celsiusastetta, mikä on standardi. Koska $K_s_p$-arvot ovat niin pieniä, niiden arvoissa voi olla pieniä eroja käyttämäsi lähteen mukaan. Tämän kaavion tiedot ovat peräisin Rhode Islandin yliopistosta Kemian laitos .
| Aine | Kaava | $K_s_p$ Arvo |
| Alumiinihydroksidi | $Al(OH)_3$ | 1,3×10$^{–}^33$ |
| Alumiinifosfaatti | $AlPO_4$ | 6,3×10$^{–}^19$ |
| Bariumkarbonaatti | $BaCO_3$ | 5,1×10$^{–}^9$ |
| Bariumkromaatti | $BaCrO_4$ | 1,2×10$^{–}^10$ |
| Bariumfluoridi | $BaF_2$ | 1,0 × 10 $^{–}^6 $ |
| Bariumhydroksidi | $Ba(OH)_2$ | 5×10$^{–}^3$ |
| Bariumsulfaatti | $BaSO_4$ | 1,1×10$^{–}^10$ |
| Bariumsulfiitti | $BaSO_3$ | 8×10$^{–}^7$ |
| Bariumtiosulfaatti | $BaS_2O_3$ | 1,6×10$^{–}^6$ |
| Vismutyylikloridi | $BiOCl$ | 1,8×10$^{–}^31$ |
| Vismutyylihydroksidi | $BiOOH$ | 4×10$^{–}^10$ |
| Kadmiumkarbonaatti | $CdCO_3$ | 5,2×10$^{–}^12$ |
| Kadmiumhydroksidi | $Cd(OH)_2$ | 2,5×10$^{–}^14$ |
| Kadmiumoksalaatti | $CdC_2O_4$ | 1,5×10$^{–}^8$ |
| Kadmiumsulfidi | $CdS$ | 8×10$^{–}^28$ |
| Kalsiumkarbonaatti | $CaCO_3$ | 2,8×10$^{–}^9$ |
| Kalsiumkromaatti | $CaCrO_4$ | 7,1×10$^{–}^4$ |
| Kalsiumfluoridi | $CaF_2$ | 5,3×10$^{–}^9$ |
| Kalsiumvetyfosfaatti | $CaHPO_4$ | 1×10$^{–}^7$ |
| Kalsiumhydroksidi | $Ca(OH)_2$ | 5,5×10$^{–}^6$ |
| Kalsiumoksalaatti | $CaC_2O_4$ | 2,7 × 10 $^{–}^9 $ |
| Kalsiumfosfaatti | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2,0×10$^{–}^29$ |
| Kalsiumsulfaatti | $CaSO_4$ | 9,1×10$^{–}^6$ |
| Kalsiumsulfiitti | $CaSO_3$ | 6,8×10$^{–}^8$ |
| Kromi(II)hydroksidi | $Cr(OH)_2$ | 2×10$^{–}^16$ |
| Kromi(III)hydroksidi | $Cr(OH)_3$ | 6,3×10$^{–}^31$ |
| Koboltti(II)karbonaatti | $CoCO_3$ | 1,4×10$^{–}^13$ |
| Koboltti(II)hydroksidi | $Co(OH)_2$ | 1,6×10$^{–}^15$ |
| Koboltti(III)hydroksidi | $Co(OH)_3$ | 1,6×10$^{–}^44$ |
| Koboltti(II)sulfidi | $CoS$ | 4×10$^{–}^21$ |
| Kupari(I)kloridi | $CuCl$ | 1,2×10$^{–}^6$ |
| Kupari (I) syanidi | $CuCN$ | 3,2×10$^{–}^20$ |
| Kupari(I)jodidi | $CuI$ | 1,1×10$^{–}^12$ |
| Kupari (II) arsenaatti | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7,6 × 10 $^{–}^36 $ |
| Kupari(II)karbonaatti | $CuCO_3$ | 1,4×10$^{–}^10$ |
| Kupari(II)kromaatti | $CuCrO_4$ | 3,6×10$^{–}^6$ |
| Kupari(II)ferrosyanidi | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1,3×10$^{–}^16$ |
| Kupari(II)hydroksidi | $Cu(OH)_2$ | 2,2×10$^{–}^20$ |
| Kupari(II)sulfidi | $CuS$ | 6×10$^{–}^37$ |
| Rauta(II)karbonaatti | $FeCO_3$ | 3,2×10$^{–}^11$ |
| Rauta(II)hydroksidi | $Fe(OH)_2$ | 8,0 ^{–}^16 $ |
| Rauta(II)sulfidi | $FeS$ | 6×10$^{–}^19$ |
| Rauta (III) arsenaatti | $FeAsO_4$ | 5,7×10$^{–}^21$ |
| Rauta(III)ferrosyanidi | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3,3×10$^{–}^41$ |
| Rauta(III)hydroksidi | $Fe(OH)_3$ | 4×10$^{–}^38$ |
| Rauta(III)fosfaatti | $FePO_4$ | 1,3×10$^{–}^22$ |
| Lyijy (II) arsenaatti | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×10$^{–}^6$ |
| Lyijy(II)atsidi | $Pb(N_3)_2$ | 2,5×10$^{–}^9$ |
| Lyijy(II)bromidi | $PbBr_2$ | 4,0×10$^{–}^5$ |
| Lyijy(II)karbonaatti | $PbCO_3$ | 7,4×10$^{–}^14$ |
| Lyijy(II)kloridi | $PbCl_2$ | 1,6×10$^{–}^5$ |
| Lyijy(II)kromaatti | $PbCrO_4$ | 2,8×10$^{–}^13$ |
| Lyijy(II)fluoridi | $PbF_2$ | 2,7×10$^{–}^8$ |
| Lyijy(II)hydroksidi | $Pb(OH)_2$ | 1,2×10$^{–}^15$ |
| Lyijy(II)jodidi | $PbI_2$ | 7,1×10$^{–}^9$ |
| Lyijy(II)sulfaatti | $PbSO_4$ | 1,6×10$^{–}^8$ |
| Lyijy(II)sulfidi | $PbS$ | 3×10$^{–}^28$ |
| Litiumkarbonaatti | $Li_2CO_3$ | 2,5×10$^{–}^2$ |
| Litiumfluoridi | $LiF$ | 3,8×10$^{–}^3$ |
| Litiumfosfaatti | $Li_3PO_4$ | 3,2×10$^{–}^9$ |
| Magnesiumammoniumfosfaatti | $MgNH_4PO_4$ | 2,5×10$^{–}^13$ |
| Magnesiumarsenaatti | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×10$^{–}^20$ |
| Magnesiumkarbonaatti | $MgCO_3$ | 3,5×10$^{–}^8$ |
| Magnesiumfluoridi | $MgF_2$ | 3,7×10$^{–}^8$ |
| Magnesiumhydroksidi | $Mg(OH)_2$ | 1,8×10$^{–}^11$ |
| Magnesiumoksalaatti | $MgC_2O_4$ | 8,5×10$^{–}^5$ |
| Magnesiumfosfaatti | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×10$^{–}^25$ |
| Mangaani(II)karbonaatti | $MnCO_3$ | 1,8×10$^{–}^11$ |
| Mangaani(II)hydroksidi | $Mn(OH)_2$ | 1,9×10$^{–}^13$ |
| Mangaani(II)sulfidi | $MnS$ | 3×10$^{–}^14$ |
| Elohopea(I)bromidi | $Hg_2Br_2$ | 5,6 × 10 $^{–}^23 $ |
| Elohopea(I)kloridi | $Hg_2Cl_2$ | 1,3×10$^{–}^18$ |
| Elohopea(I)jodidi | $Hg_2I_2$ | 4,5×10$^{–}^29$ |
| Elohopea(II)sulfidi | $HgS$ | 2×10$^{–}^53$ |
| Nikkeli(II)karbonaatti | $NiCO_3$ | 6,6×10$^{–}^9$ |
| Nikkeli(II)hydroksidi | $Ni(OH)_2$ | 2,0×10$^{–}^15$ |
| Nikkeli(II)sulfidi | $NiS$ | 3×10$^{–}^19$ |
| Scandium fluoridi | $ScF_3$ | 4,2×10$^{–}^18$ |
| Skandiumhydroksidi | $Sc(OH)_3$ | 8,0×10$^{–}^31$ |
| Hopeaasetaatti | $Ag_2CH_3O_2$ | 2,0 × 10 $^{–}^3 $ |
| Hopea arsenaatti | $Ag_3AsO_4$ | 1,0×10$^{–}^22$ |
| Hopeaatsidi | $AgN_3$ | 2,8×10$^{–}^9$ |
| Hopeabromidi | $AgBr$ | 5,0×10 $^{–}^13 $ |
| Hopeakloridi | $AgCl$ | 1,8×10$^{–}^10$ |
| Hopea kromaatti | $Ag_2CrO_4$ | 1,1×10$^{–}^12$ |
| Hopeasyanidi | $AgCN$ | 1,2×10$^{–}^16$ |
| Hopeajodaatti | $AgIO_3$ | 3,0×10$^{–}^8$ |
| Hopeajodidi | $AgI$ | 8,5×10$^{–}^17$ |
| Hopeanitriitti | $AgNO_2$ | 6,0×10$^{–}^4$ |
| Hopea sulfaatti | $Ag_2SO_4$ | 1,4×10$^{–}^5$ |
| Hopea sulfidi | $At_2S$ | 6×10$^{–}^51$ |
| Hopea sulfiitti | $Ag_2SO_3$ | 1,5×10$^{–}^14$ |
| Hopeatiosyanaatti | $AgSCN$ | 1,0 × 10 $^{–}^12 $ |
| Strontiumkarbonaatti | $SrCO_3$ | 1,1×10$^{–}^10$ |
| Strontiumkromaatti | $SrCrO_4$ | 2,2×10$^{–}^5$ |
| Strontiumfluoridi | $SrF_2$ | 2,5×10$^{–}^9$ |
| Strontiumsulfaatti | $SrSO_4$ | 3,2×10$^{–}^7$ |
| Tallium(I)bromidi | $TlBr$ | 3,4×10$^{–}^6$ |
| Tallium(I)kloridi | $TlCl$ | 1,7×10$^{–}^4$ |
| Tallium(I)jodidi | $TlI$ | 6,5×10$^{–}^8$ |
| Tallium(III)hydroksidi | $Tl(OH)_3$ | 6,3×10$^{–}^46$ |
| Tina(II)hydroksidi | $Sn(OH)_2$ | 1,4×10$^{–}^28$ |
| Tina(II)sulfidi | $SnS$ | 1×10$^{–}^26$ |
| Sinkkikarbonaatti | $ZnCO_3$ | 1,4×10$^{–}^11$ |
| Sinkkihydroksidi | $Zn(OH)_2$ | 1,2×10$^{–}^17$ |
| Sinkkioksalaatti | $ZnC_2O_4$ | 2,7×10$^{–}^8$ |
| Sinkkifosfaatti | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9,0×10$^{–}^33$ |
| Sinkki sulfidi | $ZnS$ | 2×10$^{–}^25$ |
Johtopäätös: $K_s_p$ kemian opas
Mikä on $K_s_p$ kemiassa? Liukoisuustulovakio eli $K_s_p$ on tärkeä osa kemiaa tutkittaessa eri liukoisten aineiden liukoisuutta. $K_s_p$ edustaa kuinka paljon liuenneesta aineesta liukenee liuokseen, ja mitä liukoisempi aine on, sitä korkeampi on kemiallinen $K_s_p$-arvo.
Liukoisuustulovakion laskemiseksi sinun on ensin kirjoitettava dissosiaatioyhtälö ja tasapainotettu $K_s_p$-lauseke ja liitettävä sitten molaariset pitoisuudet, jos ne on annettu.
Liukoisuusvakioon voivat vaikuttaa lämpötila, paine ja molekyylikoko, ja se on tärkeää liukoisuuden määrittämisessä, sakan muodostumisen ennustamisessa ja yhteisen ionivaikutuksen ymmärtämisessä.
Mitä seuraavaksi?
Onko lohdutonta, että olet oppinut liukoisuusvakiosta?Upota surusi sisään täydellinen oppaamme 11 liukoisuussäännöstä .
Etsitkö muita kemian oppaita?Opi tasapainottamaan kemiallisia yhtälöitä täällä tai lue nämä kuusi esimerkkiä fysikaalisista ja kemiallisista muutoksista.
muotoinen java-merkkijono
Käytkö lukiossa kemiaa?Olemme koonneet useita upeita oppaita AP Chem , IB Chemistry ja NY State Chemistry Regents -kokeeseen.