Inhalt

• Schreiten
• Methode 1 von 2: Verwenden schneller Regeln
• Methode 2 von 2: Berechnung der Löslichkeit des K._sp
• Notwendigkeiten
• Tipps
• Warnungen

In der Chemie wird die Löslichkeit verwendet, um die Eigenschaften eines Feststoffs zu beschreiben, der mit einer Flüssigkeit gemischt wird und sich vollständig in dieser löst, ohne ungelöste Partikel zu hinterlassen. Nur (geladene) ionische Verbindungen sind löslich. Aus praktischen Gründen reicht es aus, sich einige Regeln zu merken oder eine Liste von Regeln zu konsultieren, um festzustellen, ob die meisten ionischen Verbindungen beim Mischen mit Wasser fest bleiben oder ob sich eine erhebliche Menge auflöst. In der Realität lösen sich einige Moleküle auf, selbst wenn Sie keine Änderungen feststellen. Für präzise Experimente müssen Sie daher wissen, wie diese Menge berechnet wird.

Schreiten

Methode 1 von 2: Verwenden schneller Regeln

1. Erfahren Sie mehr über ionische Verbindungen. Jedes Atom hat normalerweise eine Anzahl von Elektronen, aber manchmal gewinnen oder verlieren sie ein zusätzliches Elektron. Das Ergebnis ist eins Ion mit einer elektrischen Ladung. Wenn ein Ion mit einer negativen Ladung (ein zusätzliches Elektron) auf ein Ion mit einer positiven Ladung trifft (ein Elektron fehlt), verbinden sie sich genau wie das negative und das positive Ende zweier Magnete. Das Ergebnis ist eine Ionenbindung.
   • Ionen mit negativer Ladung werden aufgerufen Anionenund Ionen mit einer positiven Ladung Kationen.
   • Normalerweise entspricht die Anzahl der Elektronen in einem Atom der Anzahl der Protonen, bei denen sich die elektrischen Ladungen im Gleichgewicht befinden.
2. Löslichkeit kennen. Wassermoleküle (H.₂O) haben eine ungewöhnliche Struktur, mit der sie sich wie ein Magnet verhalten: Ein Ende ist positiv geladen, während das andere Ende negativ geladen ist. Wenn Sie eine Ionenbindung mit Wasser mischen, sammeln sich diese "Wassermagnete" um sie herum und versuchen, die positiven und negativen Ionen auseinander zu ziehen. Einige Ionenbindungen sind nicht sehr eng miteinander verbunden; diese sind löslichweil Wasser reißt und die Bindung auflöst. Andere Verbundwerkstoffe haben stärkere Bindungen und sind es auch Nicht lösbarweil sie trotz der Wassermoleküle zusammenkleben können.
   • Einige Verbindungen haben interne Bindungen, deren Stärke mit der Zugkraft des Wassers vergleichbar ist. Diese Substanzen sind mäßig löslich, weil ein erheblicher Teil (aber nicht alle) der Anleihen auseinandergezogen werden.
3. Studieren Sie die Löslichkeitsregeln. Da die Wechselwirkungen zwischen Atomen sehr komplex sind, ist es nicht immer intuitiv, welche Verbindungen löslich und unlöslich sind. Suchen Sie das erste Ion in der Verbindung in der folgenden Liste, um herauszufinden, wie es sich normalerweise verhält, und überprüfen Sie dann die Ausnahmen, um sicherzustellen, dass das zweite Ion nicht abnormal interagiert.
   • Zum Beispiel zur Verwendung von Strontiumchlorid (SrCl₂), suchen Sie in den unten angegebenen fett gedruckten Schritten nach Sr oder Cl. Cl ist "meistens lösbar", prüfen Sie daher unten, ob Ausnahmen vorliegen. Sr wird nicht als Ausnahme angegeben, daher SrCl₂ löslich sein.
   • Die häufigsten Ausnahmen zu jeder Regel sind unten aufgeführt. Es gibt andere Ausnahmen, aber Sie werden sie wahrscheinlich nicht in einem gemeinsamen Chemieunterricht oder Labor finden.
4. Verbindungen sind löslich, wenn sie Alkalimetalle enthalten, einschließlich Li, Na, K, Rb und Cs. Diese werden auch als Elemente der Gruppe IA bezeichnet: Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium. Fast jede Verbindung mit einem dieser Ionen ist löslich.
   • Ausnahme: Li₃PO₄ ist nicht löslich.
5. Verbindungen mit NO₃, C.₂H. H.₃Ö₂, NEIN₂, ClO₃ und ClO₄ sind löslich. Dies sind Nitrat-, Acetat-, Nitrit-, Chlorat- bzw. Perchlorationen. Beachten Sie, dass Acetat häufig mit OAc abgekürzt wird.
   • Ausnahmen: Ag (OAc) (Silberacetat) und Hg (OAc)₂ (Quecksilberacetat) sind nicht löslich.
   • AgNO₂ und KClO₄ sind nur "teilweise löslich".
6. Verbindungen mit Cl, Br und I sind normalerweise löslich. Chlorid-, Bromid- und Iodidionen bilden fast immer lösliche Verbindungen, auch Halogensalze genannt.
   • Ausnahme: Wenn eines dieser Elemente an Silberionen (Ag) bindet, wird Quecksilber (Hg₂) oder Blei (Pb) ist das Ergebnis nicht löslich. Gleiches gilt für die weniger verbreiteten Verbindungen mit Kupfer (Cu) und Thallium (Tl).
7. Verbindungen zu SO₄ sind normalerweise löslich. Das Sulfation bildet normalerweise lösliche Verbindungen, es gibt jedoch mehrere Ausnahmen.
   • Ausnahmen: Das Sulfation bildet mit den folgenden Ionen unlösliche Verbindungen: Strontium Sr, Barium Ba, Blei Pb, Silber Ag, Calcium Ca, Radium Ra und zweiatomiges Silber Ag₂. Beachten Sie, dass sich Silbersulfat und Calciumsulfat gerade genug auflösen, um manchmal als schwerlöslich bezeichnet zu werden.
8. Verbindungen mit OH oder S sind nicht löslich. Dies sind die Hydroxid- bzw. Sulfidionen.
   • Ausnahmen: Erinnern Sie sich an die Alkalimetalle (Gruppe I-A) und wie sehr sie gerne unlösliche Verbindungen bilden? Li, Na, K, Rb und Cs bilden alle lösliche Verbindungen mit Hydroxid- oder Sulfidionen. Darüber hinaus bildet Hydroxid mit Erdalkalimetallionen (Gruppe II-A) lösliche Salze: Calcium Ca, Strontium Sr und Barium Ba. Es ist zu beachten, dass das Hydroxid mit Erdalkaliverbindung gerade genug Moleküle aufweist, um zusammenzukleben, um manchmal als "schwer löslich" angesehen zu werden.
9. Verbindungen mit CO₃ oder PO₄ sind nicht löslich. Suchen Sie ein letztes Mal nach Carbonat- und Phosphationen, und Sie sollten wissen, was Sie von der Verbindung erwarten können.
   • Ausnahmen: Diese Ionen bilden mit den üblichen Substanzen, den Alkalimetallen Li, Na, K, Rb und Cs sowie mit Ammonium-NH lösliche Verbindungen₄.

Methode 2 von 2: Berechnung der Löslichkeit des K._sp

1. Schlagen Sie das Löslichkeitsprodukt der Konstanten K nach._sp. Diese Konstante ist für jede Verbindung unterschiedlich, daher müssen Sie sie in einer Tabelle in Ihrem Lehrbuch oder online nachschlagen. Da diese Werte experimentell ermittelt werden, können sie von Tabelle zu Tabelle stark variieren. Verwenden Sie daher am besten die Tabelle in Ihrem Lehrbuch, falls vorhanden. Sofern nicht anders angegeben, gehen die meisten Tabellen von einer Umgebungstemperatur von 25 ° C aus.
   • Zum Beispiel, wenn Sie Bleiiodid (PbI) lösen möchten₂) notieren Sie die Gleichgewichtskonstante des Löslichkeitsprodukts. Wenn Sie eine Tabelle in bilbo.chm.uri.edu verwenden, verwenden Sie die Konstante 7.1 × 10.
2. Schreiben Sie zunächst die chemische Gleichung auf. Bestimmen Sie zunächst, wie die Verbindung beim Auflösen in Ionen zerfällt. Schreiben Sie nun eine Gleichung mit K._sp einerseits und die einzelnen Ionen andererseits.
   • Zum Beispiel ein Molekül von PbI₂ teilt sich in die Ionen Pb, I und ein anderes I auf (Sie müssen nur die Ladung eines Ions kennen oder nachschlagen, weil Sie wissen, dass die Gesamtverbindung immer eine neutrale Ladung hat).
   • Schreiben Sie die Gleichung 7.1 × 10 = [Pb] [I]
3. Passen Sie die Gleichung an, um Variablen zu verwenden. Schreiben Sie die Gleichung als einzelnes Algebra-Problem neu, indem Sie die Anzahl der Moleküle oder Ionen kennen. Setzen Sie x gleich der Menge der Substanz, die sich auflösen wird, und schreiben Sie die Variablen als die Zahlen jedes Ions in Bezug auf x um.
   • In unserem Beispiel schreiben wir 7,1 × 10 = [Pb] [I] um
   • Da die Verbindung nur ein Bleiion (Pb) enthält, entspricht die Anzahl der gelösten Verbindungsmoleküle der Anzahl der freien Bleiionen. Also können wir [Pb] durch x ersetzen.
   • Da es für jedes Bleiion zwei Iodionen (I) gibt, können wir die Anzahl der Iodatome mit 2x gleichsetzen.
   • Die Gleichung lautet nun 7,1 × 10 = (x) (2x)
4. Betrachten Sie gängige Ionen, falls vorhanden. Überspringen Sie diesen Schritt, wenn Sie die Verbindung in reinem Wasser lösen. Wenn die Verbindung jedoch in einer Lösung gelöst wird, die bereits eines oder mehrere der Ionenbestandteile (ein "gemeinsames Ion") enthält, wird die Löslichkeit signifikant verringert. Die Wirkung der gemeinsamen Ionen macht sich am deutlichsten bei Verbindungen bemerkbar, die größtenteils unlöslich sind, und in diesen Fällen kann angenommen werden, dass die überwiegende Mehrheit der Ionen im Gleichgewicht von dem bereits in der Lösung vorhandenen Ion stammt. Schreiben Sie die Gleichung mit der bekannten molaren Konzentration (Mol pro Liter oder M) der bereits in der Lösung enthaltenen Ionen um und ersetzen Sie den Wert von x, den Sie für dieses Ion verwendet haben.
   • Zum Beispiel, wenn unsere Blei-Jod-Verbindung in einer Lösung gelöst wäre, die 0,2 M Bleichlorid (PbCl) enthält₂), dann können wir die Gleichung als 7,1 × 10 = (0,2 M + x) (2x) umschreiben. Und dann, weil 0,2 M eine so höhere Konzentration als x ist, können wir dies sicher als 7,1 × 10 = (0,2 M) (2x) umschreiben.
5. Löse die Gleichung. Löse nach x und weiß, wie löslich die Verbindung ist. Aufgrund der Art und Weise, wie die Löslichkeitskonstante definiert ist, wird Ihre Antwort als Molzahl der gelösten Verbindung pro Liter Wasser ausgedrückt. Möglicherweise benötigen Sie einen Taschenrechner, um die endgültige Antwort zu finden.
   • Das Folgende gilt für die Löslichkeit in reinem Wasser, nicht mit üblichen Ionen.
   • 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 = 1,2 x 10 Mol pro Liter lösen sich auf. Dies ist eine sehr kleine Menge, sodass Sie wissen, dass diese Verbindung im Prinzip schwer löslich ist.

Notwendigkeiten

• Konstantentabelle für Löslichkeitsprodukte (K._sp) für Verbindungen.

Tipps

• Wenn Sie Daten aus Experimenten über den Grad der Auflösung einer Verbindung haben, können Sie die gleiche Gleichung verwenden, um die Löslichkeitskonstante K zu lösen_sp.

Warnungen

• Es gibt keine allgemein akzeptierte Definition dieser Begriffe, aber Chemiker sind sich über die Mehrzahl der Verbindungen einig. Einige Randfälle bezüglich der Verbindungen mit einem signifikanten Anteil an gelösten und ungelösten Molekülen können mit unterschiedlichen Löslichkeitstabellen beschrieben werden.
• Einige ältere Lehrbücher geben NH₄OH wieder als lösliche Zusammensetzung. Das ist falsch; kleine Mengen NH₄ und OH-Ionen können beobachtet werden, können jedoch nicht isoliert werden, um eine Verbindung zu bilden.