Contenu
- Réaction de formulation de solubilité
- Formuler l'équation de Ksp
- Remplacer et résoudre
- Déterminer le montant dissous
En chimie, certains solides ioniques ont une faible solubilité dans l’eau. Une partie de la substance se dissout et il reste une masse de matière solide. Pour calculer exactement la quantité de dissolution, utilisez Ksp, le produit de solubilité constant, avec une expression dérivée de la réaction d’équilibre de solubilité de la substance.
Réaction de formulation de solubilité
Écrivez l’équation de réaction de solubilité équilibrée de la substance qui vous intéresse. C’est l’équation qui décrit ce qui se passe lorsque les parties solides et dissoutes atteignent l’équilibre. Pour prendre un exemple, le fluorure de plomb, PbF2, se dissout en ions plomb et fluor dans une réaction réversible:
PbF2 ⇌ Pb2+ + 2F-
Notez que les charges positives et négatives doivent être équilibrées des deux côtés. Notez également que bien que le plomb ait une ionisation de +2, le fluorure en possède -1. Pour équilibrer les charges et prendre en compte le nombre d'atomes pour chaque élément, multipliez le fluorure à droite par le coefficient 2.
Formuler l'équation de Ksp
Recherchez dans la constante de produit de solubilité la substance qui vous intéresse. Les livres de chimie et les sites Web contiennent des tableaux de solides ioniques et les constantes de produit de solubilité correspondantes. Pour suivre l’exemple du fluorure de plomb, le Ksp est de 3,7 x 10-8. Ce chiffre va du côté gauche du Ksp équation. Sur le côté droit, vous séparez chaque ion par des crochets. Notez qu'un ion polyatomique aurait ses propres supports, vous ne le séparez pas en éléments individuels. Pour les ions à coefficients, le coefficient devient une puissance, comme dans l'expression suivante:
Ksp= 3,7 x 10-8 = 2
Remplacer et résoudre
L’expression ci-dessus équivaut à la constante Ksp du produit de solubilité avec les deux ions dissous, mais ne donne pas encore la concentration. Pour trouver la concentration, substituez X à chaque ion, comme suit:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (X)2
Cela traite chaque ion comme distinct, les deux ayant une molarité de concentration, et le produit de ces molarités est égal à Ksp, le produit de solubilité constant. Cependant, le deuxième ion (F) est différent. Il a un coefficient de 2, ce qui signifie que chaque ion fluorure compte séparément. Pour tenir compte de cela après la substitution avec X, insérez le coefficient dans la parenthèse:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (2X)2
Maintenant, résolvez pour X:
3,7 x 10-8 = (X) (4X2)
3,7 x 10-8 = 4X3
X = 0,0021 M
C'est la concentration de la solution en moles par litre.
Déterminer le montant dissous
Pour trouver la quantité de substance dissoute, multipliez-la par litres d'eau, puis par la masse molaire. Par exemple, si votre substance se dissolve dans 500 ml d’eau, 0,0021 mole par litre multipliée par 0,5 fois correspond à 0,00105 mole. D'après le tableau périodique, la masse atomique moyenne de plomb est de 207,2 et le fluor est de 19,00. Puisque la molécule de fluorure de plomb a 2 atomes de fluor, multipliez sa masse par 2 pour obtenir 38,00. La masse molaire totale de fluorure de plomb est alors de 245,20 grammes par mole. Étant donné que votre solution contient 0,0021 mole de substance dissoute, 0,0021 mole fois 245,20 grammes par mole donne 0,515 gramme d'ions de plomb et de fluorure dissous.