Estàs aprenent química però no entens gaire la constant del producte de solubilitat o vols saber-ne més? No esteu segur de com calcular la solubilitat molar a partir de $K_s_p$? La constant de solubilitat, o $K_s_p$, és una part important de la química, sobretot quan treballeu amb equacions de solubilitat o analitzeu la solubilitat de diferents soluts. Quan tens una comprensió sòlida de $K_s_p$, aquestes preguntes són molt més fàcils de respondre!
En aquesta guia de química $K_s_p$, explicarem la definició de química de $K_s_p$, com resoldre'l (amb exemples), quins factors l'afecten i per què és important. A la part inferior d'aquesta guia, també tenim una taula amb els valors $K_s_p$ d'una llarga llista de substàncies per facilitar-vos la cerca de valors constants de solubilitat.
Què és $K_s_p$?
$K_s_p$ es coneix com a constant de solubilitat o producte de solubilitat. És la constant d'equilibri que s'utilitza per a les equacions quan una substància sòlida es dissol en una solució líquida/aquosa. Com a recordatori, un solut (el que es dissol) es considera soluble si més d'1 gram d'aquest es pot dissoldre completament en 100 ml d'aigua.
$K_s_p$ s'utilitza per a soluts que només ho són lleugerament soluble i no es dissol completament en solució. (Un solut és insoluble si res o gairebé res d'ell es dissol en solució.) $K_s_p$ representa la quantitat de solut que es dissol en solució.
El valor de $K_s_p$ varia segons el solut. Com més soluble és una substància, més alt és el seu valor químic de $K_s_p$. I quines són les unitats $K_s_p$? De fet, no té cap unitat! El valor $K_s_p$ no té cap unitat perquè elles concentracions molars dels reactius i productes són diferents per a cada equació. Això significaria que la unitat $K_s_p$ seria diferent per a cada problema i seria difícil de resoldre, de manera que per fer-ho més senzill, els químics generalment deixen caure unitats $K_s_p$ per complet. Que bonics d'ells!
Com calculeu $K_s_p$?
En aquesta secció, expliquem com escriure $K_s_p$ expressions químiques i com resoldre el valor de $K_s_p$. Per a la majoria de les classes de química, rarament haureu de resoldre el valor de $K_s_p$; la majoria de les vegades estaràs escrivint les expressions o utilitzant valors $K_s_p$ per resoldre solubilitat (cosa que expliquem com fer a la secció Per què és important $K_s_p$).
Escriure $K_s_p$ Expressions
A continuació es mostra l'equació del producte de solubilitat que va seguida de quatre problemes químics $K_s_p$ perquè pugueu veure com escriure $K_s_p$ expressions.
següent escàner
Per a la reacció $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
L'expressió de solubilitat és $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
La primera equació es coneix com a equació de dissociació, i la segona és l'expressió $K_s_p$ equilibrada.
Per a aquestes equacions:
- A i B representen diferents ions i sòlids. En aquestes equacions, també s'anomenen 'productes'.
- a i b representen els coeficients utilitzats per equilibrar l'equació
- (aq) i (s) indiquen en quin estat es troba el producte (aquós o sòlid, respectivament)
- Els brackets representen la concentració molar. Així [AgCl] representa la concentració molar d'AgCl.
Per escriure les expressions $K_s_p$ correctament, cal tenir un bon coneixement dels noms químics, dels ions poliatòmics i de les càrregues associades a cada ió. A més, el que cal tenir en compte amb aquestes equacions és que cada concentració (representada per claudàtors) s'eleva a la potència del seu coeficient en l'expressió $K_s_p$ equilibrada.
Vegem-ne uns quants exemples.
Exemple 1
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
En aquest problema, no oblideu quadrar el Br a l'equació $K_s_p$. Ho feu a causa del coeficient 2 de l'equació de dissociació.
Exemple 2
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
Exemple 3
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
Exemple 4
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
Resolució de $K_s_p$ amb solubilitat
Per calcular un valor de $K_s_p$, cal tenir valors de solubilitat molar o poder trobar-los.
Pregunta: Determineu el $K_s_p$ d'AgBr (bromur de plata), donat que la seva solubilitat molar és de 5,71 x ^{¯}^7$ mols per litre.
En primer lloc, hem d'escriure les dues equacions.
AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
Ara, com que en aquest problema estem resolent per un valor real de $K_s_p$, connectem els valors de solubilitat que ens van donar:
$K_s_p$ = (5,71 x ^{¯}^7$) (5,71 x ^{¯}^7$) = 3,26 x ^{¯}^13$
El valor de $K_s_p$ és 3,26 x ^{¯}^13$
Quins factors afecten $K_s_p$?
En aquesta secció, discutim els principals factors que afecten el valor de la constant de solubilitat.
Temperatura
La majoria dels soluts es tornen més solubles en un líquid a mesura que augmenta la temperatura. Si voleu una prova, mireu com de bé es barreja el cafè instantani en una tassa d'aigua freda en comparació amb una tassa d'aigua calenta. La temperatura afecta la solubilitat tant dels sòlids com dels gasos però no s'ha trobat que tingui un impacte definit sobre la solubilitat dels líquids.
Pressió
La pressió també pot afectar la solubilitat, però només per als gasos que es troben en líquids. La llei d'Henry diu que la solubilitat d'un gas és directament proporcional a la pressió parcial del gas.
llista de matrius en l'ordenació java
La llei d'Henry s'escriu com pàg = kc , on
- pàg és la pressió parcial del gas sobre el líquid
- k és la constant de la llei d'Henry
- c és la concentració de gas en el líquid
La llei d'Henry mostra que, a mesura que disminueix la pressió parcial, també disminueix la concentració de gas en el líquid, la qual cosa al seu torn disminueix la solubilitat. Per tant, menys pressió produeix menys solubilitat, i més pressió produeix més solubilitat.
Podeu veure la llei d'Henry en acció si obriu una llauna de refresc. Quan la llauna està tancada, el gas està sota més pressió i hi ha moltes bombolles perquè es dissol gran part del gas. Quan obriu la llauna, la pressió disminueix i, si deixeu el refresc el temps suficient, les bombolles acabaran desapareixent perquè la solubilitat ha disminuït i ja no es dissolen al líquid (han sortit de la beguda) .
Mida molecular
En general, els soluts amb molècules més petites són més solubles que els que tenen partícules de molècules. És més fàcil que el dissolvent envolta molècules més petites, de manera que aquestes molècules es poden dissoldre més ràpidament que les molècules més grans.
Per què és important $K_s_p$?
Per què importa la constant de solubilitat? A continuació es mostren tres moments clau que haureu d'utilitzar la química $K_s_p$.
Per trobar la solubilitat dels soluts
Et preguntes com calcular la solubilitat molar a partir de $K_s_p$? Conèixer el valor de $K_s_p$ us permet trobar la solubilitat de diferents soluts. Aquí teniu un exemple: El valor $K_s_p$ de $Ag_2SO_4$ ,sulfat de plata, és 1,4×^{–}^5$. Determinar la solubilitat molar.
Primer, hem d'escriure l'equació de dissociació: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
A continuació, connectem el valor $K_s_p$ per crear una expressió algebraica.
.següent java
1,4×^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1,4×^{–}^5$= x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1,5x^{-}^2$ M
x$= [$Ag^{+}$]=3,0x^{-}^2$ M
Per predir si es formarà un precipitat en les reaccions
Quan coneixem el valor $K_s_p$ d'un solut, podem esbrinar si es produirà un precipitat si es barreja una solució dels seus ions. A continuació es mostren les dues regles que determinen la formació d'un precipitat.
- Producte iònic > $K_s_p$ llavors es produirà precipitació
- Producte iònic<$K_s_p$ then precipitation will not occur
Comprendre l'efecte dels ions comú
$K_s_p$ també és una part important de l'efecte d'ions comú. L'efecte de l'ió comú estableix que quan es barregen dues solucions que comparteixen un ió comú, el solut amb el valor $K_s_p$ més petit precipitarà primer.
Per exemple, diguem que BiOCl i CuCl s'afegeixen a una solució. Tots dos contenen ions $Cl^{-}$. El valor $K_s_p$ de BiOCl és 1,8×^{–}^31$ i el valor $K_s_p$ de CuCl és 1,2×^{–}^6$. BiOCl té el valor $K_s_p$ més petit, de manera que precipitarà abans de CuCl.
Taula de constants del producte de solubilitat
A continuació es mostra un gràfic que mostra els valors $K_s_p$ de moltes substàncies comunes. Els valors $K_s_p$ són per a quan les substàncies estan al voltant dels 25 graus centígrads, que és estàndard. Com que els valors de $K_s_p$ són tan petits, pot haver-hi diferències menors en els seus valors en funció de la font que utilitzeu. Les dades d'aquest gràfic provenen de la Universitat de Rhode Island Departament de Química .
| Substància | Fórmula | Valor de $K_s_p$ |
| Hidròxid d'alumini | $Al(OH)_3$ | 1.3×^{–}^33$ |
| Fosfat d'alumini | $AlPO_4$ | 6.3×^{–}^19$ |
| Carbonat de bari | $BaCO_3$ | 5.1×^{–}^9$ |
| Cromat de bari | $BaCrO_4$ | 1.2×^{–}^10$ |
| Fluorur de bari | $BaF_2$ | 1.0×^{–}^6$ |
| Hidròxid de bari | $Ba(OH)_2$ | 5×^{–}^3$ |
| Sulfat de bari | $BaSO_4$ | 1.1×^{–}^10$ |
| Sulfit de bari | $BaSO_3$ | 8×^{–}^7$ |
| Tiosulfat de bari | $BaS_2O_3$ | 1.6×^{–}^6$ |
| Clorur de bismutil | $BiOCl$ | 1.8×^{–}^31$ |
| Hidròxid de bismutil | $BiOOH$ | 4×^{–}^10$ |
| Carbonat de cadmi | $CdCO_3$ | 5.2×^{–}^12$ |
| Hidròxid de cadmi | $Cd(OH)_2$ | 2.5×^{–}^14$ |
| Oxalat de cadmi | $CdC_2O_4$ | 1.5×^{–}^8$ |
| sulfur de cadmi | $CdS$ | 8×^{–}^28$ |
| Carbonat de calci | $CaCO_3$ | 2.8×^{–}^9$ |
| Cromat de calci | $CaCrO_4$ | 7.1×^{–}^4$ |
| Fluorur de calci | $CaF_2$ | 5.3×^{–}^9$ |
| Hidrogen fosfat de calci | $CaHPO_4$ | 1×^{–}^7$ |
| Hidròxid de calci | $Ca(OH)_2$ | 5.5×^{–}^6$ |
| Oxalat de calci | $CaC_2O_4$ | 2.7×^{–}^9$ |
| Fosfat de calci | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2.0×^{–}^29$ |
| Sulfat de calci | $CaSO_4$ | 9.1×^{–}^6$ |
| Sulfit de calci | $CaSO_3$ | 6.8×^{–}^8$ |
| Hidròxid de crom (II). | $Cr(OH)_2$ | 2×^{–}^16$ |
| Hidròxid de crom (III). | $Cr(OH)_3$ | 6.3×^{–}^31$ |
| Carbonat de cobalt (II). | $CoCO_3$ | 1.4×^{–}^13$ |
| Hidròxid de cobalt (II). | $Co(OH)_2$ | 1.6×^{–}^15$ |
| Hidròxid de cobalt (III). | $Co(OH)_3$ | 1.6×^{–}^44$ |
| sulfur de cobalt (II). | $CoS$ | 4×^{–}^21$ |
| Clorur de coure (I). | $CuCl$ | 1.2×^{–}^6$ |
| Cianur de coure (I). | $CuCN$ | 3.2×^{–}^20$ |
| Iodur de coure (I). | $CuI$ | 1.1×^{–}^12$ |
| Arseniat de coure (II). | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7.6×^{–}^36$ |
| Carbonat de coure (II). | $CuCO_3$ | 1.4×^{–}^10$ |
| Cromat de coure (II). | $CuCrO_4$ | 3.6×^{–}^6$ |
| Ferrocianur de coure (II). | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1.3×^{–}^16$ |
| Hidròxid de coure (II). | $Cu(OH)_2$ | 2.2×^{–}^20$ |
| Sulfur de coure (II). | $CuS$ | 6×^{–}^37$ |
| Carbonat de ferro (II). | $FeCO_3$ | 3.2×^{–}^11$ |
| Hidròxid de ferro (II). | $Fe(OH)_2$ | 8.0^{–}^16$ |
| Sulfur de ferro (II). | $FeS$ | 6×^{–}^19$ |
| Arseniat de ferro (III). | $FeAsO_4$ | 5.7×^{–}^21$ |
| Ferrocianur de ferro (III). | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3.3×^{–}^41$ |
| Hidròxid de ferro (III). | $Fe(OH)_3$ | 4×^{–}^38$ |
| Fosfat de ferro (III). | $FePO_4$ | 1.3×^{–}^22$ |
| Arseniat de plom (II). | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×^{–}^6$ |
| Azida de plom (II). | $Pb(N_3)_2$ | 2.5×^{–}^9$ |
| Bromur de plom (II). | $PbBr_2$ | 4.0×^{–}^5$ |
| Carbonat de plom (II). | $PbCO_3$ | 7.4×^{–}^14$ |
| Clorur de plom (II). | $PbCl_2$ | 1.6×^{–}^5$ |
| Cromat de plom (II). | $PbCrO_4$ | 2.8×^{–}^13$ |
| Fluorur de plom (II). | $PbF_2$ | 2.7×^{–}^8$ |
| Hidròxid de plom (II). | $Pb(OH)_2$ | 1.2×^{–}^15$ |
| Iodur de plom (II). | $PbI_2$ | 7.1×^{–}^9$ |
| Sulfat de plom (II). | $PbSO_4$ | 1.6×^{–}^8$ |
| Sulfur de plom (II). | $PbS$ | 3×^{–}^28$ |
| Carbonat de liti | $Li_2CO_3$ | 2.5×^{–}^2$ |
| Fluorur de liti | $LiF$ | 3.8×^{–}^3$ |
| Fosfat de liti | $Li_3PO_4$ | 3.2×^{–}^9$ |
| Fosfat d'amoni de magnesi | $MgNH_4PO_4$ | 2.5×^{–}^13$ |
| Arseniat de magnesi | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×^{–}^20$ |
| Carbonat de magnesi | $MgCO_3$ | 3.5×^{–}^8$ |
| Fluorur de magnesi | $MgF_2$ | 3.7×^{–}^8$ |
| Hidròxid de magnesi | $Mg(OH)_2$ | 1.8×^{–}^11$ |
| Oxalat de magnesi | $MgC_2O_4$ | 8.5×^{–}^5$ |
| Fosfat de magnesi | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×^{–}^25$ |
| Carbonat de manganès (II). | $MnCO_3$ | 1.8×^{–}^11$ |
| Hidròxid de manganès (II). | $Mn(OH)_2$ | 1.9×^{–}^13$ |
| Sulfur de manganès (II). | $MnS$ | 3×^{–}^14$ |
| Bromur de mercuri (I). | $Hg_2Br_2$ | 5.6×^{–}^23$ |
| Clorur de mercuri (I). | $Hg_2Cl_2$ | 1.3×^{–}^18$ |
| Iodur de mercuri (I). | $Hg_2I_2$ | 4.5×^{–}^29$ |
| sulfur de mercuri (II). | $HgS$ | 2×^{–}^53$ |
| Carbonat de níquel (II). | $NiCO_3$ | 6.6×^{–}^9$ |
| Hidròxid de níquel (II). | $Ni(OH)_2$ | 2.0×^{–}^15$ |
| Sulfur de níquel (II). | $NiS$ | 3×^{–}^19$ |
| Fluorur d'escandi | $ScF_3$ | 4.2×^{–}^18$ |
| Hidròxid d'escandi | $Sc(OH)_3$ | 8.0×^{–}^31$ |
| Acetat de plata | $Ag_2CH_3O_2$ | 2.0×^{–}^3$ |
| Arseniat de plata | $Ag_3AsO_4$ | 1.0×^{–}^22$ |
| Azida de plata | $AgN_3$ | 2.8×^{–}^9$ |
| Bromur de plata | $AgBr$ | 5.0×^{–}^13$ |
| Clorur de plata | $AgCl$ | 1.8×^{–}^10$ |
| Cromat de plata | $Ag_2CrO_4$ | 1.1×^{–}^12$ |
| Cianur de plata | $AgCN$ | 1.2×^{–}^16$ |
| Iodat de plata | $AgIO_3$ | 3.0×^{–}^8$ |
| Iodur de plata | $AgI$ | 8.5×^{–}^17$ |
| Nitrit de plata | $AgNO_2$ | 6.0×^{–}^4$ |
| Sulfat de plata | $Ag_2SO_4$ | 1.4×^{–}^5$ |
| Sulfur de plata | $A_2S$ | 6×^{–}^51$ |
| sulfit de plata | $Ag_2SO_3$ | 1.5×^{–}^14$ |
| Tiocianat de plata | $AgSCN$ | 1.0×^{–}^12$ |
| Carbonat d'estronci | $SrCO_3$ | 1.1×^{–}^10$ |
| Cromat d'estronci | $SrCrO_4$ | 2.2×^{–}^5$ |
| Fluorur d'estronci | $SrF_2$ | 2.5×^{–}^9$ |
| Sulfat d'estronci | $SrSO_4$ | 3.2×^{–}^7$ |
| Bromur de tal·li (I). | $TlBr$ | 3.4×^{–}^6$ |
| Clorur de tal·li (I). | $TlCl$ | 1.7×^{–}^4$ |
| Iodur de tal·li (I). | $TlI$ | 6.5×^{–}^8$ |
| Hidròxid de tal·li (III). | $Tl(OH)_3$ | 6.3×^{–}^46$ |
| Hidròxid d'estany (II). | $Sn(OH)_2$ | 1.4×^{–}^28$ |
| sulfur d'estany (II). | $SnS$ | 1×^{–}^26$ |
| Carbonat de zinc | $ZnCO_3$ | 1.4×^{–}^11$ |
| Hidròxid de zinc | $Zn(OH)_2$ | 1.2×^{–}^17$ |
| Oxalat de zinc | $ZnC_2O_4$ | 2.7×^{–}^8$ |
| Fosfat de zinc | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9.0×^{–}^33$ |
| Sulfur de zinc | $ZnS$ | 2×^{–}^25$ |
Conclusió: $K_s_p$ Guia de Química
Què és $K_s_p$ en química? La constant del producte de solubilitat, o $K_s_p$, és un aspecte important de la química quan s'estudia la solubilitat de diferents soluts. $K_s_p$ representa la quantitat de solut que es dissol en la solució, i com més soluble sigui una substància, més gran serà el valor químic de $K_s_p$.
Per calcular la constant del producte de solubilitat, primer haureu d'escriure l'equació de dissociació i l'expressió $K_s_p$ equilibrada i, a continuació, introduïu les concentracions molars, si us les donen.
La constant de solubilitat es pot veure afectada per la temperatura, la pressió i la mida molecular, i és important per determinar la solubilitat, predir si es formarà un precipitat i comprendre l'efecte dels ions comú.
Que segueix?
Inconsolable que hagis acabat d'aprendre sobre la constant de solubilitat?Ofega els teus dolors la nostra guia completa de les 11 regles de solubilitat .
Esteu buscant altres guies de química?Apreneu a equilibrar les equacions químiques aquí, o llegiu aquests sis exemples de canvis físics i químics.
Fer química a l'institut?Hem recopilat diverses guies d'estudi excel·lents per a AP Chem , IB Chemistry i l'examen de l'estat de Nova York Chemistry Regents .