Çözünürlük Nasıl Hesaplanır: 14 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: Jason Gerald | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-15 08:25

Kimyada çözünürlük, herhangi bir çözünmeyen parçacık bırakmadan bir sıvı ile karıştırılan ve tamamen çözünen katı bileşiklerin özelliklerini tanımlamak için kullanılır. Sadece iyonize (yüklü) bileşikler çözülebilir. Kolaylık sağlamak için, katı bileşiklerin çoğunun suya yerleştirildiğinde katı mı kalacağını yoksa büyük miktarlarda mı çözüleceğini görmek için birkaç kuralı ezberleyebilir veya bir listeye başvurabilirsiniz. Aslında, değişimi göremeseniz bile bazı moleküller çözülecektir. Deneyin kesin olarak gerçekleşmesi için, çözünen miktarın nasıl hesaplanacağını bilmeniz gerekir.

Adım

Yöntem 1/2: Hızlı Kuralları Kullanma

Adım 1. İyonik bileşikleri inceleyin

Normalde her atomun belirli sayıda elektronu vardır. Ancak bazen atomlar elektron kazanır veya kaybeder. Sonuç bir iyon hangi elektrik yüklü. Negatif yüklü bir iyon (fazladan bir elektrona sahip) pozitif yüklü bir iyonla (bir elektron kaybederek) karşılaştığında, iki iyon bir mıknatısın pozitif ve negatif kutupları gibi birbirine bağlanır ve iyonik bir bileşik üretir.

• Negatif yüklü iyonlara denir anyon, pozitif yüklü iyon denir katyon.
• Normal şartlar altında, elektron sayısı bir atomdaki proton sayısına eşittir ve bu nedenle elektrik yükünü olumsuzlar.

Adım 2. Çözünürlük konusunu anlayın

Su molekülleri (H₂O) mıknatısa benzeyen alışılmadık bir yapıya sahiptir. Bir ucu pozitif yüklüyken diğer ucu negatif yüklüdür. İyonik bir bileşik suya yerleştirildiğinde, su "mıknatısı" onu çevreler ve pozitif ve negatif iyonları çekip ayırmaya çalışır. Bazı iyonik bileşiklerdeki bağlar çok güçlü değildir. Böyle bir bileşik suda çözünür çünkü su iyonları ayıracak ve çözecektir. Diğer bazı bileşiklerin daha güçlü bağları vardır. suda çözünmez su molekülleri ile çevrili olmasına rağmen.

Diğer çeşitli bileşiklerin, suyun molekülleri çekme kuvveti kadar güçlü iç bağları vardır. Bu tür bileşiklere denir suda az çözünür çünkü bileşiğin büyük bir kısmı su tarafından çekilir, ancak geri kalanı hala kaynaşmıştır.

Adım 3. Çözünürlükle ilgili kuralları öğrenin

Atomlar arası etkileşimler oldukça karmaşıktır. Suda çözünen veya çözünmeyen bileşikler sezgisel olarak görülemez. Davranışını belirlemek için aşağıdaki listede aranacak bileşikteki ilk iyonu bulun. Ardından, ikinci iyonun herhangi bir olağandışı etkileşime sahip olmadığından emin olmak için herhangi bir istisna olup olmadığını kontrol edin.

• Örneğin, Stronsiyum Klorürü (SrCl) kontrol etmek için₂), aşağıda kalın harflerle yazılmış adımlarda Sr veya Cl'yi arayın. Cl "genellikle suda çözünür" olduğundan istisnalar için bir sonrakini kontrol edin. Sr istisnaya dahil değildir, bu nedenle SrCl₂ kesinlikle suda çözünür.
• Her kuralın en yaygın istisnaları aşağıda listelenmiştir. Birkaç istisna daha var, ancak genel olarak bir laboratuvar veya kimya dersinde muhtemelen bulunmayacaklar.

Adım 4. Bileşikler, Li dahil olmak üzere alkali metaller içeriyorsa çözülebilir.⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, ve C'ler⁺.

Bu elementler ayrıca grup IA elementleri olarak da bilinir: lityum, sodyum, potasyum, rubidyum ve sezyum. Bu iyonlardan birini içeren hemen hemen tüm bileşikler suda çözünür.

• İstisna:

  Li₃PO₄ suda çözünmez.

Adım 5. NO Bileşikler₃^-, C₂H₃Ö₂^-, NUMARA₂^-, ClO₃^-, ve ClO₄^- suda çözünebilir.

İsimler sırasıyla nitrat, asetat, nitrit, klorat ve perklorat iyonlarıdır. Asetatın genellikle OAC olarak kısaltıldığını unutmayın.

• İstisna:

  Ag(OAc) (Gümüş asetat) ve Hg(OAc)₂ (cıva asetat) suda çözünmez.

• AgNO₂^- ve KClO₄^- sadece "suda az çözünür".

Adım 6. Cl bileşikleri^-, Br^-, ve ben^- genellikle suda az çözünür.

Klorür, bromür ve iyodür iyonları her zaman halojenür tuzları adı verilen suda çözünür bileşikler oluşturur.

• İstisna:

  Bu iyonlardan biri gümüş iyonu Ag'yi bağlarsa⁺, cıva Hg₂²⁺veya kurşun Pb²⁺, elde edilen bileşik suda çözünmez. Aynısı, daha az yaygın olan bileşik, yani Cu çifti için de geçerlidir.⁺ ve talyum Tl⁺.

Adım 7. SO içeren bileşikler₄^2- genellikle suda çözünür.

Sülfat iyonu genellikle suda çözünür bileşikler oluşturur, ancak bazı istisnalar vardır.

• İstisna:

  Sülfat iyonu suda çözünmeyen bileşikler oluşturur: stronsiyum Sr²⁺, baryum Ba²⁺, kurşun Pb²⁺, gümüş Ag⁺, kalsiyum Ca²⁺, radyum Ra²⁺, ve iki atomlu gümüş Ag₂²⁺. Gümüş sülfat ve kalsiyum sülfatın yeterince çözünür olduğuna ve bazılarının onları suda az çözünür olarak adlandırdığına dikkat edin.

Adım 8. OH içeren bileşikler^- veya S^2- suda çözünmez.

Yukarıdaki iyonlara hidroksit ve sülfür adı verilir.

• İstisna:

  Alkali metalleri (Grup I-A) ve bu gruplardaki elementlerden iyonların suda çözünür bileşikleri ne kadar kolay oluşturduğunu hatırlıyor musunuz? Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, ve C'ler⁺ hidroksit veya sülfür iyonları ile suda çözünür bileşikler oluşturacaktır. Ek olarak, hidroksitler ayrıca alkali toprak iyonları ile suda çözünür tuzlar oluştururlar (Grup II-A): Kalsiyum Ca²⁺, stronsiyum Sr²⁺ve baryum Ba²⁺. Hidroksitlerden ve alkali topraklardan üretilen bileşiklerin hala birbirine bağlı yeterli moleküle sahip olduğuna ve bazen "suda az çözünür" olarak adlandırıldığına dikkat edin.

Adım 9. CO içeren bileşikler₃^2- veya PO₄^3- suda çözünmez.

Karbonat ve fosfat iyonları için bir kontrol daha. İyonların bileşimine ne olacağını zaten biliyor olmalısınız.

• İstisna:

  Bu iyonlar, alkali metallerle, yani Li ile suda çözünür bileşikler oluşturur.⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, ve C'ler⁺, amonyum NH gibi₄⁺.

Yöntem 2/2: K Yoluyla Çözünürlüğü Hesaplama_sp

Adım 1. K ürününün çözünürlük sabitini bulun_sp.

Her bileşiğin farklı bir sabiti vardır, bunu ders kitabınızda veya çevrimiçi olarak bir tabloya bakmanız gerekir. Değerler deneysel olarak belirlendiği için farklı tablolar farklı sabitler gösterebilir. Varsa ders kitabındaki tabloları kullanmanız şiddetle tavsiye edilir. Aksi belirtilmedikçe, çoğu tablo sıcaklığın 25ºC olduğunu varsaymaktadır.

Örneğin, çözünen kurşun iyodür PbI ise₂, ürünün çözünürlük sabitini yazın. bilbo.chm.uri.edu adresindeki tabloya atıfta bulunurken, 7, 1×10 sabitini kullanın^–9.

Adım 2. Kimyasal denklemi yazın

İlk olarak, bileşiğin çözündüğünde iyonlara ayrıldığı süreci belirleyin. Ardından, kimyasal denklemi K ile yazın._sp bir tarafta ve diğer tarafta kurucu iyonlar.

• Örneğin, bir PbI molekülü₂ Pb iyonlarına bölünür²⁺, BEN^-, ve I. iyonları^-. (Bileşik bir bütün olarak nötr bir yüke sahip olduğundan, yalnızca bir iyondaki yükü bilmeniz veya aramanız gerekir.)
• 7, 1×10 denklemini yazın^–9 = [Pb²⁺][BEN^-]²

Adım 3. Bir değişken kullanmak için denklemi değiştirin

Molekül ve iyon sayısı bilgisini kullanarak denklemi basit bir cebirsel problem olarak yeniden yazın. Bu denklemde x, çözünür bileşiklerin sayısıdır. Her iyonun sayısını temsil eden değişkenleri x biçiminde yeniden yazın.

• Bu örnekte denklem 7, 1×10 olarak yeniden yazılmıştır.^–9 = [Pb²⁺][BEN^-]²
• Çünkü bir kurşun iyonu vardır (Pb²⁺) bileşikte çözünen bileşiğin molekül sayısı serbest kurşun iyonlarının sayısına eşittir. Şimdi yazabiliriz [Pb²⁺] x'e karşı.
• İki iyot iyonu olduğundan (I^-) her kurşun iyonu için iyot atomu sayısı 2x olarak yazılabilir.
• Şimdi denklem 7, 1×10^–9 = (x)(2x)²

Adım 4. Mümkünse normalde mevcut olan diğer iyonları dikkate alın

Bileşik saf suda çözülürse bu adımı atlayın. Bir bileşik, bir veya daha fazla kurucu iyon ("ortak iyonlar") içeren bir çözelti içinde çözüldüğünde, çözünürlüğü önemli ölçüde artacaktır. Genel iyonik etki en iyi suda büyük ölçüde çözünmeyen bileşiklerde görülür. Bu durumda, dengedeki iyonların çoğunun çözeltide zaten mevcut olan iyonlardan geldiği varsayılabilir. Reaksiyon denklemini, çözeltide halihazırda bulunan iyonun bilinen molar konsantrasyonunu (litre başına mol veya M) içerecek şekilde yeniden yazın, böylece iyon için kullanılan x değerini değiştirin.

Örneğin, bileşik kurşun iyodür, 0.2 M kurşun klorür (PbCl) içeren bir çözelti içinde çözülürse₂) o zaman denklem 7, 1×10 olacaktır.^–9 = (0, 2M+x)(2x)². Daha sonra, 0,2 M, x'ten daha yoğun bir konsantrasyon olduğundan, denklem 7.1×10 olarak yeniden yazılabilir.^–9 = (0, 2M)(2x)².

Adım 5. Denklemi çözün

Bileşiğin suda ne kadar çözünür olduğunu bulmak için x'i çözün. Çözünürlük sabiti zaten belirlendiğinden, cevap litre su başına çözünen bileşiğin mol sayısı cinsindendir. Son cevabı hesaplamak için bir hesap makinesine ihtiyacınız olabilir.

• Aşağıdaki cevap, ortak iyonlar olmadan saf suda çözünürlük içindir.
• 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, 2x10^-3 litre başına mol çözülür. Bu miktar o kadar küçüktür ki, esasen suda çözünmez.