Egzanp Kesyon ki Diskite sou Solubilite ak Pwodui Solubilite
Soliblite ak pwodui solibilite a (Ksp) se konsèp enpòtan nan chimi ki gen rapò ak solisyon satire ak solibilite yon sibstans nan solisyon. Konprann sijè sa a ka ede nou predi kijan yon sèl pral soluble nan solisyon ak kijan divès faktè afekte solibilite sa a. Atik sa a pral diskite plizyè pwoblèm egzanp ak solisyon yo ki gen rapò ak solibilite ak Ksp.
Konsèp debaz yo
Solibilite (S) se kantite maksimòm yon sibstans ki ka fonn nan yon solvan pou fòme yon solisyon satire nan yon tanperati bay. Anjeneral, solibilite a eksprime an inite molarite (mol/L).
Pwodui Solibilite a (Ksp) se konstan ekilib pou disosyasyon elektwolit ki trè lejèman idrosolubl nan dlo. Ksp bay enfòmasyon sou limit yon sèl ap fonn nan dlo epi li se pwodui konsantrasyon iyon yo nan yon solisyon satire, chak elve a puisans koyefisyan estekiyometrik li.
Pa egzanp, si nou gen yon sèl AxBy ki disosye an iyon dapre ekwasyon an:
\[ \text{AxBy (s)} \rightleftharpoons xA^{n+} (aq) + yB^{m-} (aq) \]
Kidonk, nou ka ekri Ksp konsa:
\[ \tekst{Ksp} = [A^{n+}]^x [B^{m-}]^y \]
Egzanp Kesyon ak Diskisyon
Egzanp Kesyon 1
Kesyon:
Kalkile solubilite \(AgCl\) (Ksp = \(1.8 \times 10^{-10}\)) nan dlo pi.
Diskisyon:
Ksp \(AgCl\) = 1.8 x \(10^{-10}\) mol²/L²
Reyaksyon disosyasyon:
\[AgCl (s) \rightleftharpoons Ag^+ (aq) + Cl^- (aq)\]
Ann sipoze solubilite \(AgCl\) a se S mol/L. Lè sa a, konsantrasyon \(Ag^+\) ak \(Cl^-\) nan yon solisyon satire ap chak egal a S mol/L.
Ekwasyon Ksp:
\[Ksp = [Ag^+][Cl^-]\]
Ranplase valè S la:
\[1.8 \fwa 10^{-10} = S \fwa S\]
S^2 = 1.8 fwa 10^{-10}]
S = 1.8 fwa 10-10
S = 1.34 fwa 10-5, mol/L
Kidonk, solubilite \(AgCl\) nan dlo pi se \(1.34 \times 10^{-5}\) mol/L.
Egzanp Kesyon 2
Kesyon:
Ki solubilite \(CaF_2\) (Ksp = \(3.9 \times 10^{-11}\)) nan dlo pi?
Diskisyon:
Reyaksyon disosyasyon:
\[CaF_2 (s) \rightleftharpoons Ca^{2+} (aq) + 2F^- (aq)\]
Ann sipoze solubilite \(CaF_2\) a se S mol/L. Lè sa a, konsantrasyon \(Ca^{2+}\) nan yon solisyon satire se S mol/L epi konsantrasyon \(F^-\) a se 2S mol/L.
Ekwasyon Ksp:
\[Ksp = [Ca^{2+}][F^-]^2\]
Ranplase valè S la:
\[3.9 \times 10^{-11} = S \times (2S)^2\]
\[3.9 \times 10^{-11} = S \times 4S^2\]
\[3.9 \fwa 10^{-11} = 4S^3\]
S^3 = \frac{3.9 \fwa 10^{-11}}{4}\]
S^3 = 9.75 fwa 10^{-12}]
S = sqrt[3]{9.75 \fwa 10^{-12}}\]
S apeprè 2.1 fwa 10-4 mol/L
Kidonk, solubilite \(CaF_2\) nan dlo pi se \(2.1 \times 10^{-4}\) mol/L.
Egzanp Kesyon 3
Kesyon:
Ki solubilite \(PbCl_2\) (Ksp = \(1.7 \times 10^{-5}\)) nan yon solisyon \(0.1\) M \(HCl\)?
Diskisyon:
Reyaksyon disosyasyon:
\[PbCl_2 (s) \rightleftharpoons Pb^{2+} (aq) + 2Cl^- (aq)\]
Ann sipoze solubilite \(PbCl_2\) a se S mol/L. Lè sa a, konsantrasyon \(Pb^{2+}\) nan yon solisyon satire se S mol/L epi konsantrasyon adisyonèl \(Cl^-\) ki soti nan disosyasyon \(PbCl_2\) a se 2S mol/L.
Sepandan, genyen tou \(Cl^-\) ki soti nan \(HCl\) ki deja egziste jiska 0.1 M.
Ekwasyon Ksp:
\[Ksp = [Pb^{2+}][Cl^-]^2\]
Ranplase valè S ak \(Cl^-\) yo:
\[1.7 \times 10^{-5} = S \times (0.1 + 2S)^2\]
Piske 0.1 M \(Cl^-\) pi gwo pase 2S, \(0.1 + 2S \approx 0.1\).
Kidonk kalkil la vin pi senp:
\[1.7 \times 10^{-5} = S \times (0.1)^2\]
\[1.7 \times 10^{-5} = S \times 0.01\]
S = 1.7 fwa 10-5/0.01
S = 1.7 fwa 10-3, mol/L
Kidonk, solubilite \(PbCl_2\) nan \(0.1\) M \(HCl\) se \(1.7 \times 10^{-3}\) mol/L.
Egzanp Kesyon 4
Kesyon:
Kalkile solubilite \(BaSO_4\) (Ksp = \(1.1 \times 10^{-10}\)) nan yon solisyon ki genyen \(0.01\) M \(Na_2SO_4\).
Diskisyon:
Reyaksyon disosyasyon:
\[BaSO_4 (yo) \rightleftharpoons Ba^{2+} (aq) + SO_4^{2-} (aq)\]
Sipoze solubilite \(BaSO_4\) a se S mol/L. Lè sa a, konsantrasyon \(Ba^{2+}\) nan yon solisyon satire se S mol/L epi konsantrasyon \(SO_4^{2-}\) nan \(BaSO_4\) a se S mol/L. Sepandan, gen \(0.01\) M \(SO_4^{2-}\) nan \(Na_2SO_4\).
Ekwasyon Ksp:
\[Ksp = [Ba^{2+}][SO_4^{2-}]\]
Ranplase valè S ak \(SO_4^{2-}\):
\[1.1 \times 10^{-10} = S \times (0.01 + S)\]
Piske \(0.01\) M \(SO_4^{2-}\) pi gwo pase S, \(0.01 + S \approx 0.01\).
Kidonk kalkil la vin pi senp:
\[1.1 \times 10^{-10} = S \times 0.01\]
S = 1.1 fwa 10-10/0.01
S = 1.1 fwa 10-8, mol/L
Kidonk, solubilite \(BaSO_4\) nan yon solisyon ki genyen \(0.01\) M \(Na_2SO_4\) se \(1.1 \times 10^{-8}\) mol/L.
Konklizyon
Atravè pwoblèm egzanp ki anwo yo, nou ka wè kijan konsèp solubilite ak pwodui solubilite (Ksp) yo aplike nan divès sitiyasyon. Konpreyansyon sa a enpòtan anpil nan analiz chimik, sitou lè nou vle detèmine solubilite yon sèl patikilye nan divès kondisyon, tankou nan yon sòlvan pi oswa an prezans yon iyon komen. Kapasite pou rezoud pwoblèm sa yo ede nou nan anpil aplikasyon pratik, tankou famasi, chimi anviwònman, ak pirifikasyon materyèl.
Li enpòtan pou nou sonje ke solubilite yon sèl pa depann sèlman de valè Ksp a, men li kapab afekte tou pa konsantrasyon lòt iyon nan solisyon an, tanperati a, ak pH anviwònman an. Lè nou itilize prensip debaz chimi ak kalkil senp, nou ka predi epi kontwole fenomèn solubilite nan divès sistèm chimik.
