Eisimpleirean de Cheistean a’ Deasbad So-sgaoilteachd agus So-sgaoilteachd Toraidh
Tha so-leaghadh agus toradh so-leaghadh (Ksp) nan bun-bheachdan cudromach ann an ceimigeachd a tha co-cheangailte ri fuasglaidhean shàthaichte agus so-leaghadh stuth ann am fuasgladh. Faodaidh tuigse air a’ chuspair seo ar cuideachadh le bhith a’ ro-innse dè cho so-leaghadh ‘s a bhios salann ann am fuasgladh agus mar a bheir diofar nithean buaidh air an t-so-leaghadh sin. Bruidhnidh an t-artaigil seo air grunn eisimpleirean de dhuilgheadasan agus na fuasglaidhean aca a tha co-cheangailte ri so-leaghadh agus Ksp.
Bun-bheachdan
Is e so-sgaoilteachd (S) an ìre as motha de stuth as urrainn a sgaoileadh ann an so-sgaoilte gus fuasgladh shàthaichte a chruthachadh aig teòthachd sònraichte. Mar as trice, tha so-sgaoilteachd air a chur an cèill ann an aonadan molarity (mol/L).
’S e an Toradh So-sgaoilteachd (Ksp) an cunbhalachd cothromachaidh airson dealachadh electrolytes a tha glè bheag de sho-sgaoilte ann an uisge. Tha Ksp a’ toirt seachad fiosrachadh mun ìre gu bheil salann a’ sgaoileadh ann an uisge agus ’s e toradh dùmhlachd nan ian ann am fuasgladh shàthaichte a th’ ann, gach fear air a thogail gu cumhachd a cho-èifeachd stoichiometric.
Mar eisimpleir, ma tha salann AxBy againn a bhios a’ dealachadh ann an ianan a rèir na co-aontar:
\[ \text{AxBy(s)} \rightleftharpoons xA^{n+} (aq) + yB^{m-} (dc) \]
Mar sin, faodar Ksp a sgrìobhadh mar:
[Ksp = [A^{n+}]^x [B^{m-}]^y]
Ceistean is Deasbadan Eisimpleir
Eisimpleir Ceist 1
Ceist:
Obraich a-mach solubhaileachd \(AgCl\) (Ksp = \(1.8 \times 10^{-10}\)) ann an uisge fìor-ghlan.
Deasbad:
Ksp \(AgCl\) = 1.8 x \(10^{-10}\) mol²/L²
Ath-bhualadh dealachaidh:
[AgCl (s) \rightleftharpoons Ag^+ (aq) + Cl^- (aq)\]
Ma tha so-sgaoilteachd \(AgCl\) co-ionann ri S mol/L. An uairsin, bidh dùmhlachd \(Ag^+\) agus \(Cl^-\) ann am fuasgladh shàthaichte co-ionann ri S mol/L.
Co-aontar Ksp:
\[Ksp = [Ag^+][Cl^-]\]
Cuir luach S an àite:
[1.8 × 10 = S × S]
\[S^2 = 1.8 \times 10^{-10}\]
\[S = \sqrt{1.8 \times 10^{-10}} \]
\[S = 1.34 \times 10^{-5} \, \text{mol/L}\]
Mar sin, tha so-sgaoilteachd \(AgCl\) ann an uisge fìor-ghlan \(1.34 \times 10^{-5}\) mol/L.
Eisimpleir Ceist 2
Ceist:
Dè an ìre de sho-sgaoilteachd a th’ aig CaF₂ (Ksp = 3.9 × 10⁻⁹) ann an uisge fìor-ghlan?
Deasbad:
Ath-bhualadh dealachaidh:
[CaF₂ (s) ≥ Ca₂ (aq) + 2F₂ (aq)]
Ma tha so-sgaoilteachd CaF₂ co-ionann ri S mol/L, tha dùmhlachd Ca₂₁ ann am fuasgladh shàthaichte co-ionann ri S mol/L agus tha dùmhlachd F₁₁ co-ionann ri 2S mol/L.
Co-aontar Ksp:
\[Ksp = [Ca^{2+}][F^-]^2\]
Cuir luach S an àite:
[3.9 × 10⁻⁴ = S × (2S)²]
[3.9 × 10⁻⁴ = S × 4S²]
[3.9 × 10-11 = 4S3]
\[S^3 = \frac{3.9 \times 10^{-11}}{4}\]
\[S^3 = 9.75 \times 10^{-12}\]
\[S = \sqrt[3]{9.75 \times 10^{-12}}\]
[S timcheall air 2.1 × 10-4, mol/L]
Mar sin, tha so-sgaoilteachd \(CaF_2\) ann an uisge fìor-ghlan \(2.1 \times 10^{-4}\) mol/L.
Eisimpleir Ceist 3
Ceist:
Dè an ìre de sho-sgaoilteachd a th’ aig PbCl₂ (Ksp = 1.7 × 10⁻⁶) ann am fuasgladh 0.1 M HCl?
Deasbad:
Ath-bhualadh dealachaidh:
[PbCl2 (s) \rightleftharpoons Pb^{2+} (aq) + 2Cl^- (aq)]
Ma tha so-sgaoilteachd \(PbCl_2\) co-ionann ri S mol/L, tha dùmhlachd \(Pb^{2+}\) ann am fuasgladh shàthaichte co-ionann ri S mol/L agus tha an dùmhlachd a bharrachd de \(Cl^-\) bho sgaradh \(PbCl_2\) co-ionann ri 2S mol/L.
Ach, tha Cl⁻ bho HCl ann cuideachd a tha ann mu thràth ann an ìre de 0.1 M.
Co-aontar Ksp:
\[Ksp = [Pb^{2+}][Cl^-]^2\]
Cuir luachan S agus Cl an àite a chèile:
[1.7 × 10⁻⁶ = S × (0.1 + 2S)²]
Leis gu bheil 0.1 M \(Cl^-\) mòran nas motha na 2S, tha \(0.1 + 2S \approx 0.1\).
Mar sin bidh an àireamhachadh nas sìmplidhe:
[1.7 × 10⁻⁶ = S × (0.1)²]
[1.7 × 10⁻⁶ = S × 0.01]
[S = \frac{1.7 \times 10^{-5}}{0.01}\]
\[S = 1.7 \times 10^{-3} \, \text{mol/L}\]
Mar sin, tha so-sgaoilteachd \(PbCl_2\) ann an \(0.1\) M \(HCl\) \(1.7 \times 10^{-3}\) mol/L.
Eisimpleir Ceist 4
Ceist:
Obraich a-mach so-sgaoilteachd \(BaSO_4\) (Ksp = \(1.1 \times 10^{-10}\)) ann am fuasgladh anns a bheil \(0.01\) M \(Na_2SO_4\).
Deasbad:
Ath-bhualadh dealachaidh:
\[BaSO_4 (s) \rightleftharpoons Ba^{2+} (dc) + SO_4^{2-} (dc)\]
Ma tha solubhail \(BaSO_4\) co-ionann ri S mol/L. An uairsin, tha dùmhlachd \(Ba^{2+}\) ann am fuasgladh shàthaichte co-ionann ri S mol/L agus tha dùmhlachd \(SO_4^{2-}\) de \(BaSO_4\) co-ionann ri S mol/L. Ach, tha \(0.01\) M \(SO_4^{2-}\) de \(Na_2SO_4\) ann.
Co-aontar Ksp:
\[Ksp = [Ba^{2+}][SO_4^{2-}]\]
Cuir luachan S agus \(SO_4^{2-}\) an àite:
[1.1 × 10⁻⁷ = S × (0.01 + S)]
Leis gu bheil \(0.01\) M \(SO_4^{2-}\) mòran nas motha na S, \(0.01 + S \approx 0.01\).
Mar sin bidh an àireamhachadh nas sìmplidhe:
[1.1 × 10⁻⁶ = S × 0.01]
[S = \frac{1.1 \times 10^{-10}}{0.01}\]
\[S = 1.1 \times 10^{-8} \, \text{mol/L}\]
Mar sin, tha so-sgaoilteachd \(BaSO_4\) ann am fuasgladh anns a bheil \(0.01\) M \(Na_2SO_4\) \(1.1 \times 10^{-8}\) mol/L.
Co-dhùnadh
Tro na duilgheadasan eisimpleireach gu h-àrd, chì sinn mar a tha bun-bheachdan solubhailteachd agus toradh solubhailteachd (Ksp) air an cur an sàs ann an diofar shuidheachaidhean. Tha an tuigse seo deatamach ann an anailis cheimigeach, gu sònraichte nuair a tha sinn airson solubhailteachd salainn sònraichte a dhearbhadh fo dhiofar chumhachan, leithid ann am fuasglaiche fìor-ghlan no ann an làthaireachd ian cumanta. Tha an comas na duilgheadasan seo fhuasgladh gar cuideachadh ann an iomadh tagradh practaigeach, a’ gabhail a-steach cungaidhean-leigheis, ceimigeachd àrainneachdail, agus glanadh stuthan.
Tha e cudromach a thoirt fa-near nach eil solubhailteachd salainn an urra ri luach Ksp a-mhàin, ach faodaidh dùmhlachd ianan eile san fhuasgladh, an teòthachd, agus pH na h-àrainneachd buaidh a thoirt air cuideachd. Le bhith a’ cleachdadh phrionnsabalan bunaiteach ceimigeachd agus àireamhachd shìmplidh, is urrainn dhuinn ro-innse agus smachd a chumail air iongantas solubhailteachd ann an diofar shiostaman ceimigeach.
