Quand une molécule ionique, comme le sel de table, se dissout dans l'eau, elle se sépare en anions et en cations. Les anions sont des atomes ou des molécules chargés négativement car ils possèdent un ou plusieurs électrons supplémentaires. Les cations sont des atomes ou des molécules chargés positivement car il leur manque un ou plusieurs électrons. Calculer la concentration d'un ion résultant de la dissolution d'une molécule ionique dans l'eau n'est pas une tâche difficile à condition de connaître la constante de solubilité de la molécule et la concentration de l'ion chargé de manière opposée.
Examinez la molécule ionique que vous étudiez et déterminez comment elle se dissout dans l’eau - quels sont les cations et les anions qui en résultent. Par exemple, le fluorure de plomb (II), PbFl2, donne des cations de plomb et des anions fluorés. Généralement, les formules moléculaires des molécules ioniques sont écrites en premier avec le cation.
Recherchez la constante du produit de solubilité de votre molécule. La constante du produit de solubilité est le reflet de la profondeur de dissolution de la molécule ionique dans une solution à 1 molaire (M). Le deuxième lien dans la section Références ci-dessous contient les constantes de solubilité de nombreuses molécules ioniques. De là, on voit que la constante de solubilité du fluorure de plomb (II) est de 1,1 x 10 ^ -7.
Écrivez l'équation générale de la constante du produit de solubilité, puis renseignez les détails de la molécule que vous étudiez. La constante de produit de solubilité pour une molécule ionique générique AyBz est:
Constante de solubilité = (Concentration de A) ^ y x (Concentration de B) ^ z
Si nous ajoutons une mole de PbFl2 à suffisamment d'eau pour obtenir une concentration totale de PbFl2 de 1 molaire (M), notre équation ressemblera à ceci:
1,1 x 10 ^ -7 = (concentration de cation Pb) ^ 1 x (concentration de Flanion) ^ 2))
Apprenez la concentration du cation ou de l'anion à résoudre pour l'autre. Vous ne pouvez pas calculer la concentration d'un ion sans connaître l'autre. Les problèmes dans les livres de chimie en donneront toujours un; en laboratoire, il faudrait mesurer la concentration de l'un des ions à l'aide d'un titrage. Dans notre exemple, imaginons que la concentration de l'anion fluor en solution soit de 3,0 x 10 ^ -3 M.
La résolution de l’équation de solubilité constante pour la concentration en cation Pb nous donne:
Concentration en cation Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / Concentration en fluorion
En branchant la concentration connue des rendements en aniones.
Concentration en cation Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / 1,0 x 10-3 = 1,1 x 10 ^ -10 M
La concentration en cation plomb dans une solution de PbFl2 avec une concentration en anion fluorure de 1,0 x 10 ^ -3 M est de 1,1 x 10 ^ -10 M.