როგორ გამოვთვალოთ ხსნადობა: 14 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: Jason Gerald | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-15 08:18

ქიმიაში ხსნადობა გამოიყენება მყარი ნაერთების თვისებების აღსაწერად, რომლებიც შერეულია და სრულად იხსნება თხევად ყოველგვარი უხსნადი ნაწილაკების დატოვების გარეშე. მხოლოდ იონიზირებული (დამუხტული) ნაერთების დაშლა შეიძლება. მოხერხებულობისთვის, შეგიძლიათ უბრალოდ დაიმახსოვროთ რამდენიმე წესი ან მიმართოთ სიას, რომ ნახოთ თუ არა მყარი ნაერთები მყარი დარჩება წყალში მოთავსებისას თუ დაიშლება დიდი რაოდენობით. სინამდვილეში, ზოგიერთი მოლეკულა დაიშლება მაშინაც კი, თუ თქვენ ვერ ხედავთ ცვლილებას. იმისათვის, რომ ექსპერიმენტი ჩატარდეს სიზუსტით, თქვენ უნდა იცოდეთ როგორ გამოვთვალოთ დაშლილი თანხა.

ნაბიჯი

მეთოდი 1 დან 2: სწრაფი წესების გამოყენება

ნაბიჯი 1. იონური ნაერთების შესწავლა

ჩვეულებრივ, თითოეულ ატომს აქვს ელექტრონების გარკვეული რაოდენობა. თუმცა, ზოგჯერ ატომები იძენენ ან კარგავენ ელექტრონებს. შედეგი არის ა იონი რომელიც ელექტრონულად არის დამუხტული. როდესაც უარყოფითად დამუხტული იონი (რომელსაც აქვს ერთი დამატებითი ელექტრონი) ხვდება დადებითად დამუხტულ იონს (ელექტრონის დაკარგვა), ორი იონი ერთმანეთთან აკავშირებს მაგნიტის დადებითი და უარყოფითი პოლუსების მსგავსად და წარმოქმნის იონურ ნაერთს.

• უარყოფითად დამუხტულ იონებს უწოდებენ ანიონი, ხოლო დადებითად დამუხტულ იონს ეწოდება კატიონი.
• ნორმალურ პირობებში, ელექტრონების რაოდენობა უტოლდება პროტონების რაოდენობას ატომში, რითაც უარყოფს მის ელექტრულ მუხტს.

ნაბიჯი 2. ხსნადობის თემის გაგება

წყლის მოლეკულები (ჰ₂ო) აქვს უჩვეულო სტრუქტურა, რომელიც მაგნიტის მსგავსია. ერთ ბოლოს აქვს დადებითი მუხტი, ხოლო მეორე ბოლოს უარყოფითად. როდესაც იონური ნაერთი მოთავსებულია წყალში, წყლის "მაგნიტი" შემოუვლის მას და შეეცდება მიიზიდოს და გამოყოს დადებითი და უარყოფითი იონები. ზოგიერთი იონური ნაერთის ბმები არ არის ძალიან ძლიერი. ასეთი ნაერთი წყალში ხსნადი რადგან წყალი გამოყოფს იონებს და დაითხოვს მათ. ზოგიერთ სხვა ნაერთს აქვს უფრო ძლიერი ობლიგაციები ისე, რომ წყალში არ არის ხსნადი მიუხედავად იმისა, რომ გარშემორტყმულია წყლის მოლეკულებით.

სხვა ნაერთებს აქვთ შიდა ობლიგაციები, რომლებიც ისეთივე ძლიერია, როგორც წყალი იზიდავს მოლეკულებს. ასეთ ნაერთებს უწოდებენ ოდნავ ხსნადი წყალში რადგან ნაერთის დიდი ნაწილი იზიდავს წყალს, მაგრამ დანარჩენი მაინც შერწყმულია.

ნაბიჯი 3. გაეცანით ხსნადობის წესებს

ინტრატომიური ურთიერთქმედება საკმაოდ რთულია. წყალში ხსნადი ან ხსნადი ნაერთები უბრალოდ ინტუიციურად არ ჩანს. იპოვნეთ პირველი იონი ნაერთში, რომელიც უნდა მოძებნოთ ქვემოთ მოცემულ სიაში მისი ქცევის დასადგენად. შემდეგი, შეამოწმეთ რაიმე გამონაკლისი და დარწმუნდით, რომ მეორე იონს არ აქვს რაიმე უჩვეულო ურთიერთქმედება.

• მაგალითად, სტრონციუმის ქლორიდის შესამოწმებლად (SrCl₂), მოძებნეთ Sr ან Cl ქვემოთ მონიშნულ ნაბიჯებში ქვემოთ. Cl არის "ჩვეულებრივ წყალში ხსნადი", ასე რომ შეამოწმეთ შემდეგი გამონაკლისისთვის. Sr არ შედის გამონაკლისში, ამიტომ SrCl₂ აუცილებლად წყალში ხსნადი.
• თითოეული წესის ყველაზე გავრცელებული გამონაკლისი ჩამოთვლილია ქვემოთ. არსებობს რამდენიმე სხვა გამონაკლისი, მაგრამ ისინი ალბათ არ მოიძებნება ლაბორატორიაში ან ზოგადად ქიმიის კლასში.

ნაბიჯი 4. ნაერთები შეიძლება დაიშალა თუ ისინი შეიცავს ტუტე ლითონებს, მათ შორის ლი⁺, ნა⁺, კ⁺, რბ⁺და Cs⁺.

ეს ელემენტები ასევე ცნობილია როგორც ჯგუფის IA ელემენტები: ლითიუმი, ნატრიუმი, კალიუმი, რუბიდიუმი და ცეზიუმი. თითქმის ყველა ნაერთი, რომელიც შეიცავს ერთ -ერთ ამ იონს, წყალში ხსნადია.

• გამონაკლისი:

  ლი₃PO₄ წყალში ხსნადი.

ნაბიჯი 5. არა. ნაერთები₃^-, გ₂თ₃ო₂^-, არა₂^-, ClO₃^-და ClO₄^- წყალში ხსნადი.

სახელები შესაბამისად ნიტრატი, აცეტატი, ნიტრიტი, ქლორატი და პერქლორატი იონები. გაითვალისწინეთ, რომ აცეტატი ხშირად შემოკლებულია OAC- მდე.

• გამონაკლისი:

  Ag (OAc) (ვერცხლის აცეტატი) და Hg (OAc)₂ (ვერცხლისწყლის აცეტატი) წყალში არ იხსნება.

• აგნო₂^- და KClO₄^- მხოლოდ "წყალში ოდნავ ხსნადი".

ნაბიჯი 6. Cl. ნაერთები^-, ძმობილო^-, და მე^- ჩვეულებრივ ოდნავ ხსნადია წყალში.

ქლორიდი, ბრომიდი და იოდიდის იონები ყოველთვის ქმნიან წყალში ხსნადი ნაერთებს, რომელსაც ჰალოიდური მარილები ეწოდება.

• გამონაკლისი:

  თუ ამ იონებიდან ერთ -ერთი შეაკავშირებს ვერცხლის იონს Ag⁺, ვერცხლისწყალი Hg₂²⁺, ან გამოიწვიოს Pb²⁺, შედეგად მიღებული ნაერთი წყალში არ იხსნება. იგივე ეხება ნაკლებად გავრცელებულ ნაერთს, კერძოდ Cu წყვილს⁺ და თალიუმი Tl⁺.

ნაბიჯი 7. SO- ის შემცველი ნაერთები₄^2- ზოგადად წყალში ხსნადი.

სულფატის იონი ჩვეულებრივ ქმნის წყალში ხსნადი ნაერთებს, მაგრამ არსებობს გამონაკლისები.

• გამონაკლისი:

  სულფატის იონი წყალში ხსნადი ნაერთებს ქმნის: სტრონციუმი Sr²⁺, ბარიუმ ბა²⁺, გამოიწვიოს Pb²⁺, ვერცხლის აგ⁺კალციუმი Ca²⁺, რადიუმი რა²⁺და დიათომიური ვერცხლი Ag₂²⁺რა გაითვალისწინეთ, რომ ვერცხლის სულფატი და კალციუმის სულფატი საკმარისად ხსნადია და ზოგი მათ ოდნავ წყალში ხსნად უწოდებს.

ნაბიჯი 8. OH შემცველი ნაერთები^- ან ს^2- წყალში ხსნადი.

ზემოთ ჩამოთვლილ იონებს ჰქვია ჰიდროქსიდი და სულფიდი.

• გამონაკლისი:

  დაიმახსოვრეთ ტუტე ლითონები (ჯგუფები I-A) და რამდენად ადვილად წარმოქმნიან ამ ჯგუფების ელემენტები წყალში ხსნადი ნაერთებს? ლი⁺, ნა⁺, კ⁺, რბ⁺და Cs⁺ შექმნის წყალში ხსნადი ნაერთებს ჰიდროქსიდის ან სულფიდის იონებით. გარდა ამისა, ჰიდროქსიდები ასევე ქმნიან წყალში ხსნადი მარილებს ტუტე დედამიწის იონებით (ჯგუფი II-A): კალციუმი Ca²⁺, სტრონციუმი Sr²⁺და ბარიუმ ბა²⁺რა გაითვალისწინეთ, რომ ჰიდროქსიდებსა და ტუტე მიწებზე წარმოქმნილ ნაერთებს ჯერ კიდევ აქვთ საკმარისი მოლეკულები ერთმანეთთან შეკრული, რომ მათ ზოგჯერ "ოდნავ ხსნადი წყალში" უწოდებენ.

ნაბიჯი 9. CO- ს შემცველი ნაერთები₃^2- ან PO₄^3- წყალში ხსნადი.

კიდევ ერთი შემოწმება კარბონატისა და ფოსფატის იონებისთვის. თქვენ უკვე უნდა იცოდეთ რა დაემართება იონების ნაერთს.

• გამონაკლისი:

  ეს იონები ქმნიან წყალში ხსნადი ნაერთებს ტუტე ლითონებით, კერძოდ Li⁺, ნა⁺, კ⁺, რბ⁺და Cs⁺, ისევე როგორც ამონიუმი NH₄⁺.

მეთოდი 2 -დან 2 -დან: ხსნადობის გამოთვლა K- ის საშუალებით_sp

ნაბიჯი 1. იპოვეთ პროდუქტი K- ის ხსნადობის მუდმივი_sp.

თითოეულ ნაერთს აქვს განსხვავებული მუდმივი, თქვენ უნდა მოძებნოთ იგი ცხრილში თქვენს სახელმძღვანელოში ან ინტერნეტში. იმის გამო, რომ მნიშვნელობები განისაზღვრება ექსპერიმენტულად, სხვადასხვა ცხრილებს შეუძლიათ აჩვენონ განსხვავებული მუდმივები. მიზანშეწონილია გამოიყენოთ სახელმძღვანელოში მოცემული ცხრილები, თუ ისინი გაქვთ. თუ სხვა რამ არ არის მითითებული, ცხრილების უმეტესობა თვლის, რომ ტემპერატურა 25ºC- ია.

მაგალითად, თუ დაიშალა ტყვიის იოდიდი PbI₂, ჩაწერეთ პროდუქტის ხსნადობის მუდმივი. Bilbo.chm.uri.edu ცხრილის მითითებისას გამოიყენეთ მუდმივი 7, 1 × 10^–9.

ნაბიჯი 2. ჩამოწერეთ ქიმიური განტოლება

პირველი, განსაზღვრეთ პროცესი, რომლითაც ნაერთი იხსნება იონებად დაშლისას. შემდეგ ჩაწერეთ ქიმიური განტოლება K– ით_sp ერთ მხარეს და შემადგენელი იონები მეორე მხრივ.

• მაგალითად, PbI. მოლეკულა₂ გაიყო Pb. იონებად²⁺, ᲛᲔ^-და მე. იონები^-რა (თქვენ მხოლოდ უნდა იცოდეთ ან მოძებნოთ მუხტი ერთ იონზე, რადგან ნაერთს მთლიანობაში აქვს ნეიტრალური მუხტი.)
• დაწერეთ განტოლება 7, 1 × 10^–9 = [პბ²⁺][ᲛᲔ^-]²

ნაბიჯი 3. შეცვალეთ განტოლება ცვლადის გამოსაყენებლად

გადაწერეთ განტოლება, როგორც მარტივი ალგებრული პრობლემა, მოლეკულების და იონების რაოდენობის ცოდნის გამოყენებით. ამ განტოლებაში x არის ხსნადი ნაერთების რაოდენობა. გადაწერეთ ცვლადები, რომლებიც წარმოადგენენ თითოეული იონის რაოდენობას x ფორმით.

• ამ მაგალითში განტოლება გადაწერილია როგორც 7, 1 × 10^–9 = [პბ²⁺][ᲛᲔ^-]²
• რადგან არსებობს ერთი ტყვიის იონი (პბ²⁺) ნაერთში, გახსნილი ნაერთის მოლეკულების რაოდენობა უდრის თავისუფალი ტყვიის იონების რაოდენობას. ახლა ჩვენ შეგვიძლია დავწეროთ [პბ²⁺] x– ის წინააღმდეგ.
• ვინაიდან არსებობს ორი იოდის იონი (ი^-) თითოეული ტყვიის იონისთვის იოდის ატომების რიცხვი შეიძლება დაიწეროს როგორც 2x.
• ახლა განტოლება არის 7, 1 × 10^–9 = (x) (2x)²

ნაბიჯი 4. გაითვალისწინეთ სხვა იონები, რომლებიც ჩვეულებრივ არსებობს, თუ ეს შესაძლებელია

გამოტოვეთ ეს ნაბიჯი, თუ ნაერთი გახსნილია სუფთა წყალში. როდესაც ნაერთი იხსნება ხსნარში, რომელიც უკვე შეიცავს ერთ ან მეტ შემადგენელ იონს ("საერთო იონები"), მისი ხსნადობა მნიშვნელოვნად გაიზრდება. ზოგადი იონური ეფექტი საუკეთესოდ ჩანს ნაერთებში, რომლებიც მეტწილად წყალში არ იხსნება. ამ შემთხვევაში შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ წონასწორობაში მყოფი იონების უმეტესობა წარმოიქმნება იონებიდან, რომლებიც უკვე იმყოფებიან ხსნარში. რეაქციის განტოლება ხელახლა ჩაწერეთ ხსნარში უკვე არსებული იონის ცნობილი მოლური კონცენტრაცია (მოლი ლიტრზე ან M), რითაც შეიცვალა იონისთვის გამოყენებული x მნიშვნელობა.

მაგალითად, თუ ნაერთი ტყვიის იოდიდი იხსნება 0.2 მ ტყვიის ქლორიდის შემცველ ხსნარში (PbCl₂) მაშინ განტოლება იქნება 7, 1 × 10^–9 = (0, 2M+x) (2x)²რა შემდეგ, ვინაიდან 0.2 მ არის უფრო კონცენტრირებული კონცენტრაცია ვიდრე x, განტოლება შეიძლება გადაწერილი იყოს როგორც 7.1 × 10^–9 = (0, 2 მ) (2x)².

ნაბიჯი 5. ამოხსენი განტოლება

ამოხსენი x, რომ გაარკვიო რამდენად ხსნადია ნაერთი წყალში. მას შემდეგ, რაც ხსნადობის მუდმივი უკვე დადგენილია, პასუხი არის ლიტრი წყალში გახსნილი ნაერთის მოლის რაოდენობის მიხედვით. შეიძლება დაგჭირდეთ კალკულატორი საბოლოო პასუხის გამოსათვლელად.

• შემდეგი პასუხი არის სუფთა წყალში ხსნადობისთვის, საერთო იონების გარეშე.
• 7, 1×10^–9 = (x) (2x)²
• 7, 1×10^–9 = (x) (4x²)
• 7, 1×10^–9 = 4x³
• (7, 1×10^–9) 4 = x³
• x = ((7, 1 × 10^–9) ÷ 4)
• x = 1, 2 x 10^-3 moles ლიტრზე დაიშლება რა ეს რაოდენობა იმდენად მცირეა, რომ არსებითად წყალში არ იხსნება.