java a swing
Učíte se chemii, ale úplně nerozumíte konstantě součinu rozpustnosti nebo se o ní chcete dozvědět více? Nejste si jisti, jak vypočítat molární rozpustnost z $K_s_p$? Konstanta rozpustnosti neboli $K_s_p$ je důležitou součástí chemie, zvláště když pracujete s rovnicemi rozpustnosti nebo analyzujete rozpustnost různých rozpuštěných látek. Když dobře rozumíte $K_s_p$, bude mnohem snazší na tyto otázky odpovědět!
V tomto $K_s_p$ průvodci chemií vysvětlíme definici chemie $K_s_p$, jak ji vyřešit (s příklady), které faktory ji ovlivňují a proč je to důležité. Ve spodní části této příručky máme také tabulku s hodnotami $K_s_p$ pro dlouhý seznam látek, abyste mohli snadno najít hodnoty konstant rozpustnosti.
Co je $K_s_p$?
$K_s_p$ je známý jako konstanta rozpustnosti nebo součin rozpustnosti. Je to rovnovážná konstanta používaná pro rovnice, když se pevná látka rozpouští v kapalném/vodném roztoku. Připomeňme, že rozpuštěná látka (to, co se rozpouští) se považuje za rozpustnou, pokud lze ve 100 ml vody zcela rozpustit více než 1 gram.
$K_s_p$ se používá pro soluty, které jsou pouze mírně rozpustný a v roztoku se úplně nerozpustí. (Solut je nerozpustný pokud se nic nebo téměř nic z toho nerozpustí v roztoku.) $K_s_p$ představuje, kolik rozpuštěné látky se rozpustí v roztoku.
Hodnota $K_s_p$ se liší v závislosti na rozpuštěné látce. Čím je látka rozpustnější, tím vyšší je její chemická hodnota $K_s_p$. A jaké jsou jednotky $K_s_p$? Ve skutečnosti to nemá jednotku! Hodnota $K_s_p$ nemá žádné jednotky, protožemolární koncentrace reaktantů a produktů jsou pro každou rovnici různé. To by znamenalo, že jednotka $K_s_p$ by se pro každý problém lišila a bylo by obtížné ji vyřešit, takže aby to bylo jednodušší, chemici obecně jednotky $K_s_p$ úplně vynechají. Jak milé od nich!
Jak vypočítáte $K_s_p$?
V této části vysvětlíme, jak zapsat chemické výrazy $K_s_p$ a jak vyřešit hodnotu $K_s_p$. U většiny hodin chemie budete jen zřídka muset řešit hodnotu $K_s_p$; většinu času budete zapisovat výrazy nebo používat hodnoty $K_s_p$ k řešení rozpustnost (což vysvětlujeme v části Proč je $K_s_p$ Důležité).
Psaní $K_s_p$ výrazů
Níže je uvedena rovnice produktu rozpustnosti, po které následují čtyři $K_s_p$ chemické problémy takže můžete vidět, jak zapsat $K_s_p$ výrazy.
Pro reakci $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
Výraz rozpustnosti je $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
První rovnice je známá jako disociační rovnice a druhá je vyvážený výraz $K_s_p$.
Pro tyto rovnice:
- A a B představují různé ionty a pevné látky. V těchto rovnicích jsou také označovány jako „produkty“.
- A a b představují koeficienty použité k vyrovnání rovnice
- (aq) a (s) označují, v jakém stavu se produkt nachází (vodný nebo pevný)
- Závorky znamenají molární koncentraci. [AgCl] tedy představuje molární koncentraci AgCl.
Abyste mohli správně napsat výrazy $K_s_p$, musíte mít dobrou znalost chemických názvů, víceatomových iontů a nábojů spojených s každým iontem. Klíčová věc, kterou je třeba si uvědomit u těchto rovnic, je také to, že každá koncentrace (reprezentovaná hranatými závorkami) je umocněna svým koeficientem ve vyváženém $K_s_p$ výrazu.
Podívejme se na několik příkladů.
Příklad 1
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
V tomto problému nezapomeňte odmocnit Br v rovnici $K_s_p$. Děláte to kvůli koeficientu 2 v disociační rovnici.
Příklad 2
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
Příklad 3
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
Příklad 4
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
Řešení pro $K_s_p$ s rozpustností
Abyste mohli vypočítat hodnotu pro $K_s_p$, musíte mít hodnoty molární rozpustnosti nebo je umět najít.
Otázka: Určete $K_s_p$ AgBr (bromid stříbrný), za předpokladu, že jeho molární rozpustnost je 5,71 x ^{¯}^7$ molů na litr.
Nejprve musíme napsat dvě rovnice.
AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
Nyní, protože v tomto problému řešíme skutečnou hodnotu $K_s_p$, zapojíme hodnoty rozpustnosti, které jsme dostali:
$K_s_p$ = (5,71 x 10 $^{¯}^7$) (5,71 x 10 $^{¯}^7$) = 3,26 x 10 $^{¯}^13 $
Hodnota $K_s_p$ je 3,26 x 10 $^{¯}^13$
Jaké faktory ovlivňují $K_s_p$?
V této části probereme hlavní faktory, které ovlivňují hodnotu konstanty rozpustnosti.
Teplota
Většina rozpuštěných látek se stává rozpustnější v kapalině se zvyšující se teplotou. Pokud chcete důkaz, podívejte se, jak dobře se instantní káva mísí v šálku studené vody ve srovnání s šálkem horké vody. Teplota ovlivňuje rozpustnost pevných látek i plynů ale nebylo zjištěno, že má definovaný dopad na rozpustnost kapalin.
Tlak
Tlak může také ovlivnit rozpustnost, ale pouze pro plyny, které jsou v kapalinách. Henryho zákon říká, že rozpustnost plynu je přímo úměrná parciálnímu tlaku plynu.
Henryho zákon je psán jako p = kc , kde
očíslovat abecedu
- p je parciální tlak plynu nad kapalinou
- k je Henryho zákon konstantní
- C je koncentrace plynu v kapalině
Henryho zákon ukazuje, že s poklesem parciálního tlaku klesá i koncentrace plynu v kapalině, což zase snižuje rozpustnost. Menší tlak má za následek menší rozpustnost a větší tlak má za následek větší rozpustnost.
Henryův zákon můžete vidět v akci, když otevřete plechovku sody. Když je plechovka uzavřena, plyn je pod větším tlakem a je tam spousta bublin, protože hodně plynu je rozpuštěno. Když plechovku otevřete, tlak se sníží, a pokud necháte sodu odležet dostatečně dlouho, bublinky nakonec zmizí, protože se snížila rozpustnost a už se nerozpouštějí v kapalině (vybublávaly z nápoje) .
Molekulová velikost
Obecně jsou rozpuštěné látky s menšími molekulami rozpustnější než ty s částicemi molekul. Pro rozpouštědlo je snazší obklopit menší molekuly, takže tyto molekuly mohou být rozpuštěny rychleji než větší molekuly.
Proč je $K_s_p$ důležitý?
Proč záleží na konstantě rozpustnosti? Níže jsou tři klíčové časy, kdy budete muset použít $K_s_p$ chemii.
Najít rozpustnost rozpuštěných látek
Zajímá vás, jak vypočítat molární rozpustnost z $K_s_p$? Znalost hodnoty $K_s_p$ vám umožní najít rozpustnost různých rozpuštěných látek. Zde je příklad: Hodnota $K_s_p$ $Ag_2SO_4$ ,síran stříbrný, je 1,4×^{–}^5$. Určete molární rozpustnost.
Nejprve musíme napsat disociační rovnici: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
Dále zapojíme hodnotu $K_s_p$, abychom vytvořili algebraický výraz.
1,4×^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1,4×10$^{–}^5$= 4x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1,5x^{-}^2$ M
x$= [$Ag^{+}$]=3,0x^{-}^2$ M
Předpovědět, zda se v reakcích vytvoří sraženina
Když známe hodnotu $K_s_p$ rozpuštěné látky, můžeme zjistit, zda dojde ke vzniku sraženiny, pokud se roztok jejích iontů smísí. Níže jsou uvedena dvě pravidla, která určují tvorbu sraženiny.
- Iontový produkt > $K_s_p$, pak dojde k vysrážení
- Iontový produkt<$K_s_p$ then precipitation will not occur
Abychom pochopili společný iontový efekt
$K_s_p$ je také důležitou součástí společného iontového efektu. Efekt společného iontu říká, že když se smíchají dva roztoky, které sdílejí společný iont, rozpuštěná látka s menší hodnotou $K_s_p$ se vysráží jako první.
Řekněme například, že BiOCl a CuCl jsou přidány do roztoku. Oba obsahují $Cl^{-}$ ionty. Hodnota BiOCl $K_s_p$ je 1,8×^{–}^31$ a hodnota CuCl $K_s_p$ je 1,2×^{–}^6$. BiOCl má menší hodnotu $K_s_p$, takže se vysráží před CuCl.
Tabulka konstant produktu rozpustnosti
Níže je tabulka znázorňující hodnoty $K_s_p$ pro mnoho běžných látek. Hodnoty $K_s_p$ platí, když mají látky kolem 25 stupňů Celsia, což je standard. Protože hodnoty $K_s_p$ jsou tak malé, mohou se v jejich hodnotách vyskytnout drobné rozdíly v závislosti na tom, který zdroj používáte. Údaje v tomto grafu pocházejí z University of Rhode Island’s Katedra chemie .
| Látka | Vzorec | $K_s_p$ Hodnota |
| Hydroxid hlinitý | $Al(OH)_3$ | 1,3×10$^{–}^33$ |
| Fosforečnan hlinitý | $AlPO_4$ | 6,3×10$^{–}^19$ |
| Uhličitan barnatý | $BaCO_3$ | 5,1×10$^{–}^9$ |
| Chroman barnatý | $BaCrO_4$ | 1,2×10$^{–}^10$ |
| Fluorid barnatý | $BaF_2$ | 1,0×10$^{–}^6$ |
| Hydroxid barnatý | $Ba(OH)_2$ | 5×10 $^{–}^3$ |
| Síran barnatý | $BaSO_4$ | 1,1×10$^{–}^10$ |
| Siřičitan barnatý | $BaSO_3$ | 8×10$^{–}^7$ |
| Thiosíran barnatý | $BaS_2O_3$ | 1,6×10$^{–}^6$ |
| Bismuthylchlorid | $BiOCl$ | 1,8×10$^{–}^31$ |
| Hydroxid bismutylový | $BiOOH$ | 4×10$^{–}^10$ |
| Uhličitan kademnatý | $CdCO_3$ | 5,2×10$^{–}^12$ |
| Hydroxid kademnatý | $Cd(OH)_2$ | 2,5×10$^{–}^14$ |
| Oxalát kademnatý | $CdC_2O_4$ | 1,5×10$^{–}^8$ |
| Sulfid kademnatý | $CdS$ | 8×10$^{–}^28$ |
| Uhličitan vápenatý | $CaCO_3$ | 2,8×10$^{–}^9$ |
| Chroman vápenatý | $CaCrO_4$ | 7,1×10$^{–}^4$ |
| Fluorid vápenatý | $CaF_2$ | 5,3×10$^{–}^9$ |
| Hydrogenfosforečnan vápenatý | $CaHPO_4$ | 1×10 $^{–}^7$ |
| Hydroxid vápenatý | $Ca(OH)_2$ | 5,5×10$^{–}^6$ |
| Šťavelan vápenatý | $CaC_2O_4$ | 2,7×10$^{–}^9$ |
| Fosforečnan vápenatý | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2,0×10$^{–}^29$ |
| Síran vápenatý | $CaSO_4$ | 9,1×10$^{–}^6$ |
| Siřičitan vápenatý | $CaSO_3$ | 6,8×10$^{–}^8$ |
| Hydroxid chromitý (II). | $Cr(OH)_2$ | 2×10$^{–}^16$ |
| Hydroxid chromitý (III). | $Cr(OH)_3$ | 6,3×10$^{–}^31$ |
| Uhličitan kobaltnatý (II). | $CoCO_3$ | 1,4×10$^{–}^13$ |
| Hydroxid kobaltnatý (II). | $Co(OH)_2$ | 1,6×10$^{–}^15$ |
| Hydroxid kobaltnatý | $Co(OH)_3$ | 1,6×10$^{–}^44$ |
| Sulfid kobaltnatý | $CoS$ | 4×10$^{–}^21$ |
| Chlorid měďný | $CuCl$ | 1,2×10$^{–}^6$ |
| Kyanid měďný (I). | $CuCN$ | 3,2×10$^{–}^20$ |
| Jodid měďný | $CuI$ | 1,1×10$^{–}^12$ |
| Arzeničnan měďnatý (II). | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7,6×10$^{–}^36$ |
| Uhličitan měďnatý (II). | $CuCO_3$ | 1,4×10$^{–}^10$ |
| Chroman měďnatý (II). | $CuCrO_4$ | 3,6×10$^{–}^6$ |
| Ferokyanid měďnatý (II). | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1,3×10$^{–}^16$ |
| Hydroxid měďnatý (II). | $Cu(OH)_2$ | 2,2×10$^{–}^20$ |
| Sulfid měďnatý (II). | $CuS$ | 6×10$^{–}^37$ |
| Uhličitan železitý (II). | $FeCO_3$ | 3,2×10$^{–}^11$ |
| Hydroxid železitý | $Fe(OH)_2$ | 8,0 $ 10^{–}^16 $ |
| Sulfid železitý | $FeS$ | 6×10$^{–}^19$ |
| Arzeničnan železitý | $FeAsO_4$ | 5,7×10$^{–}^21$ |
| Ferokyanid železitý | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3,3×10$^{–}^41$ |
| Hydroxid železitý | $Fe(OH)_3$ | 4×10$^{–}^38$ |
| Fosforečnan železitý | $FePO_4$ | 1,3×10$^{–}^22$ |
| Arzeničnan olovnatý (II). | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×10 $^{–}^6$ |
| Azid olovnatý (II). | $Pb(N_3)_2$ | 2,5×10$^{–}^9$ |
| Bromid olovnatý | $PbBr_2$ | 4,0×10$^{–}^5$ |
| Uhličitan olovnatý (II). | $PbCO_3$ | 7,4×10$^{–}^14$ |
| Chlorid olovnatý | $PbCl_2$ | 1,6×10$^{–}^5$ |
| Chroman olovnatý (II). | $PbCrO_4$ | 2,8×10$^{–}^13$ |
| Fluorid olovnatý | $PbF_2$ | 2,7×10$^{–}^8$ |
| Hydroxid olovnatý (II). | $Pb(OH)_2$ | 1,2×10$^{–}^15$ |
| Jodid olovnatý | $PbI_2$ | 7,1×10$^{–}^9$ |
| Síran olovnatý (II). | $PbSO_4$ | 1,6×10$^{–}^8$ |
| Sulfid olovnatý | $PbS$ | 3×10$^{–}^28$ |
| Uhličitan lithný | $Li_2CO_3$ | 2,5×10$^{–}^2$ |
| Fluorid lithný | $LiF$ | 3,8×10$^{–}^3$ |
| Fosforečnan lithný | $Li_3PO_4$ | 3,2×10$^{–}^9$ |
| Fosforečnan hořečnatoamonný | $MgNH_4PO_4$ | 2,5×10$^{–}^13$ |
| Arzeničnan hořečnatý | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×10$^{–}^20$ |
| Uhličitan hořečnatý | $MgCO_3$ | 3,5×10$^{–}^8$ |
| Fluorid hořečnatý | $MgF_2$ | 3,7×10$^{–}^8$ |
| Hydroxid hořečnatý | $Mg(OH)_2$ | 1,8×10$^{–}^11$ |
| Šťavelan hořečnatý | $MgC_2O_4$ | 8,5×10$^{–}^5$ |
| Fosforečnan hořečnatý | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×10$^{–}^25$ |
| Uhličitan manganatý (II). | $MnCO_3$ | 1,8×10$^{–}^11$ |
| Hydroxid manganatý (II). | $Mn(OH)_2$ | 1,9×10$^{–}^13$ |
| Sulfid manganatý (II). | $MnS$ | 3×10$^{–}^14$ |
| Bromid rtuťnatý | $Hg_2Br_2$ | 5,6×10$^{–}^23$ |
| Chlorid rtuťnatý (I). | $Hg_2Cl_2$ | 1,3×10$^{–}^18$ |
| Jodid rtuťnatý (I). | $Hg_2I_2$ | 4,5×10$^{–}^29$ |
| Sulfid rtuťnatý (II). | $HgS$ | 2×10$^{–}^53$ |
| Uhličitan nikelnatý (II). | $NiCO_3$ | 6,6×10$^{–}^9$ |
| Hydroxid nikelnatý | $Ni(OH)_2$ | 2,0×10$^{–}^15$ |
| Sulfid nikelnatý | $NiS$ | 3×10$^{–}^19$ |
| Fluorid skandia | $ScF_3$ | 4,2×10$^{–}^18$ |
| Hydroxid skandium | $Sc(OH)_3$ | 8,0×10$^{–}^31$ |
| Octan stříbrný | $Ag_2CH_3O_2$ | 2,0×10$^{–}^3$ |
| Arzeničnan stříbrný | $Ag_3AsO_4$ | 1,0×10$^{–}^22$ |
| Azid stříbrný | $AgN_3$ | 2,8×10$^{–}^9$ |
| Bromid stříbrný | $AgBr$ | 5,0×10$^{–}^13$ |
| Chlorid stříbrný | $AgCl$ | 1,8×10$^{–}^10$ |
| Chromát stříbrný | $Ag_2CrO_4$ | 1,1×10$^{–}^12$ |
| Kyanid stříbrný | $AgCN$ | 1,2×10$^{–}^16$ |
| Jodičnan stříbrný | $AgIO_3$ | 3,0×10$^{–}^8$ |
| Jodid stříbrný | $AgI$ | 8,5×10$^{–}^17$ |
| Dusitan stříbrný | $AgNO_2$ | 6,0×10$^{–}^4$ |
| Síran stříbrný | $Ag_2SO_4$ | 1,4×10$^{–}^5$ |
| Sulfid stříbrný | $A_2S$ | 6×10$^{–}^51$ |
| Siřičitan stříbrný | $Ag_2SO_3$ | 1,5×10$^{–}^14$ |
| Thiokyanát stříbrný | $AgSCN$ | 1,0×10$^{–}^12$ |
| Uhličitan strontnatý | $SrCO_3$ | 1,1×10$^{–}^10$ |
| Chroman strontnatý | $SrCrO_4$ | 2,2×10$^{–}^5$ |
| Fluorid strontnatý | $SrF_2$ | 2,5×10$^{–}^9$ |
| Síran strontnatý | $SrSO_4$ | 3,2×10$^{–}^7$ |
| Thallium (I) bromid | $TlBr$ | 3,4×10$^{–}^6$ |
| Chlorid thalia (I). | $TlCl$ | 1,7×10$^{–}^4$ |
| Jodid thalia (I). | $TlI$ | 6,5×10$^{–}^8$ |
| Hydroxid thalia (III). | $Tl(OH)_3$ | 6,3×10$^{–}^46$ |
| Hydroxid cínatý (II). | $Sn(OH)_2$ | 1,4×10$^{–}^28$ |
| Sulfid cínatý | $SnS$ | 1×10$^{–}^26$ |
| Uhličitan zinečnatý | $ZnCO_3$ | 1,4×10$^{–}^11$ |
| Hydroxid zinečnatý | $Zn(OH)_2$ | 1,2×10$^{–}^17$ |
| Oxalát zinečnatý | $ZnC_2O_4$ | 2,7×10$^{–}^8$ |
| Fosforečnan zinečnatý | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9,0×10$^{–}^33$ |
| Sulfid zinečnatý | $ZnS$ | 2×10$^{–}^25$ |
Závěr: $K_s_p$ Průvodce chemií
Co je $K_s_p$ v chemii? Konstanta produktu rozpustnosti neboli $K_s_p$ je důležitým aspektem chemie při studiu rozpustnosti různých rozpuštěných látek. $K_s_p$ představuje, kolik rozpuštěné látky se rozpustí v roztoku, a čím je látka rozpustnější, tím vyšší je chemická hodnota $K_s_p$.
Chcete-li vypočítat konstantu produktu rozpustnosti, musíte nejprve zapsat disociační rovnici a vyvážený výraz $K_s_p$ a poté připojit molární koncentrace, pokud je máte.
Konstanta rozpustnosti může být ovlivněna teplotou, tlakem a velikostí molekul a je důležitá pro stanovení rozpustnosti, předpovídání, zda se vytvoří sraženina, a pochopení společného iontového efektu.
Co bude dál?
Neutěšíte se, že jste dokončil učení o konstantě rozpustnosti?Utáp v sobě své smutky náš kompletní průvodce 11 pravidly rozpustnosti .
Hledáte další průvodce chemií?Zde se dozvíte, jak vyvážit chemické rovnice, nebo si přečtěte těchto šest příkladů fyzikálních a chemických změn.
Studovat chemii na střední škole?Sestavili jsme několik skvělých studijních příruček pro AP Chem, IB Chemistry a zkoušku NY State Chemistry Regents.