Paano Makalkula ang Kalutasan: 14 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: Jason Gerald | [email protected]. Huling binago: 2024-01-15 08:25

Sa kimika, ang solubility ay ginagamit upang ilarawan ang mga katangian ng mga solidong compound na halo-halong at ganap na natunaw ng isang likido nang hindi nag-iiwan ng anumang mga hindi matutunaw na partikulo. Ang mga ionized (charge) na compound lamang ang maaaring matunaw. Para sa kaginhawaan, maaari mo lamang kabisaduhin ang ilang mga patakaran o sumangguni sa isang listahan upang makita kung ang karamihan sa mga solidong compound ay mananatiling solid kapag inilagay sa tubig o matutunaw sa maraming dami. Sa katunayan, ang ilang mga molekula ay matutunaw kahit na hindi mo makita ang pagbabago. Upang maganap ang eksperimento na may katumpakan, dapat mong malaman kung paano makalkula ang halagang natunaw.

Hakbang

Paraan 1 ng 2: Paggamit ng Mabilis na Mga Panuntunan

Hakbang 1. Pag-aralan ang mga ionic compound

Karaniwan bawat atom ay may isang tiyak na bilang ng mga electron. Gayunpaman, kung minsan ang mga atomo ay nakakakuha o nawawalan ng mga electron. Ang resulta ay a ion na kung saan ay nasingil ng kuryente. Kapag ang isang negatibong sisingilin na ion (pagkakaroon ng isang labis na elektron) ay nakatagpo ng isang positibong sisingilin na ion (pagkawala ng isang elektron), ang dalawang ions ay nagbubuklod tulad ng positibo at negatibong mga poste ng isang pang-akit, na gumagawa ng isang ionic compound.

• Ang mga negatibong sisingilin na mga ions ay tinawag anion, habang ang positibong sisingilin na ion ay tinawag cation.
• Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, ang bilang ng mga electron ay katumbas ng bilang ng mga proton sa isang atom at dahil doon ay tinatanggihan ang singil ng kuryente.

Hakbang 2. Maunawaan ang paksa ng natutunaw

Mga molekula ng tubig (H₂O) ay may isang hindi pangkaraniwang istraktura na katulad ng isang pang-akit. Ang isang dulo ay may positibong singil, habang ang kabilang dulo ay negatibong sisingilin. Kapag ang isang ionic compound ay inilalagay sa tubig, ang "magnet" ng tubig ay palibutan ito at subukang akitin at ihiwalay ang positibo at negatibong mga ions. Ang mga bono sa ilang mga ionic compound ay hindi masyadong malakas. Ang nasabing compound natutunaw ng tubig dahil paghiwalayin ng tubig ang mga ions at matutunaw. Ang ilang iba pang mga compound ay may mas malakas na bono kaya hindi natutunaw sa tubig sa kabila ng pagiging napapaligiran ng mga water Molekul.

Ang iba`t ibang mga compound ay may panloob na bono na kasing lakas ng lakas ng tubig na umaakit sa mga molekula. Ang mga nasabing compound ay tinatawag bahagyang natutunaw sa tubig dahil ang isang malaking bahagi ng compound ay naaakit ng tubig, ngunit ang natitira ay fuse pa rin.

Hakbang 3. Alamin ang mga patakaran tungkol sa solubility

Ang mga pakikipag-ugnayan na interatomiko ay medyo kumplikado. Ang mga compound na natutunaw o hindi matutunaw sa tubig ay hindi simpleng makikita ng intuitively. Hanapin ang unang ion sa compound na hahanapin sa listahan sa ibaba upang matukoy ang pag-uugali nito. Susunod, suriin para sa anumang mga pagbubukod upang matiyak na ang pangalawang ion ay walang anumang mga hindi pangkaraniwang pakikipag-ugnayan.

• Halimbawa, upang suriin ang Strontium Chloride (SrCl₂), hanapin si Sr o Cl sa mga hakbang sa naka-bold sa ibaba. Si Cl ay "karaniwang natutunaw sa tubig," kaya suriin ang susunod para sa mga pagbubukod. Si Sr ay hindi kasama sa pagbubukod kaya ang SrCl₂ tiyak na natutunaw sa tubig.
• Ang pinakakaraniwang mga pagbubukod sa bawat panuntunan ay nakalista sa ibaba. Mayroong ilang iba pang mga pagbubukod, ngunit marahil ay hindi ito matagpuan sa isang lab o klase ng kimika sa pangkalahatan.

Hakbang 4. Maaaring matunaw ang mga compound kung naglalaman sila ng mga metal na alkali, kabilang ang Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, at Cs⁺.

Ang mga elementong ito ay kilala rin bilang mga elemento ng grupo ng IA: lithium, sodium, potassium, rubidium, at cesium. Halos lahat ng mga compound na naglalaman ng isa sa mga ions na ito ay natutunaw sa tubig.

• Exception:

  Li₃Si PO₄ hindi matutunaw sa tubig.

Hakbang 5. HINDI. Mga Tambalan₃^-, C₂H₃O₂^-, HINDI₂^-, ClO₃^-, at ClO₄^- natutunaw sa tubig.

Ang mga pangalan ay ayon sa pagkakasunud-sunod ng nitrate, acetate, nitrite, chlorate, at perchlorate ion. Tandaan na ang acetate ay madalas na pinaikling sa OAC.

• Exception:

  Ag (OAc) (Silver acetate) at Hg (OAc)₂ Ang (mercury acetate) ay hindi matutunaw sa tubig.

• AgNO₂^- at KClO₄^- "bahagyang natutunaw sa tubig."

Hakbang 6. Mga compound ng Cl^-, Br^-, at ako^- karaniwang bahagyang natutunaw sa tubig.

Ang mga ion ng klorido, bromide, at iodide ay laging bumubuo ng mga natutunaw na tubig na tinatawag na halide salts.

• Exception:

  Kung ang isa sa mga ions na ito ay nagbubuklod sa pilak na ion na Ag⁺, mercury Hg₂²⁺, o lead Pb²⁺, ang nagresultang compound ay hindi malulutas sa tubig. Ang pareho ay totoo para sa hindi gaanong karaniwang compound, katulad ng pares ng Cu⁺ at thallium Tl⁺.

Hakbang 7. Mga compound na naglalaman ng SO₄^2- sa pangkalahatan natutunaw sa tubig.

Karaniwang bumubuo ang sulfate ion ng mga compound na natutunaw sa tubig, ngunit may ilang mga pagbubukod.

• Exception:

  Ang sulpate ion ay bumubuo ng hindi matutunaw na mga compound sa tubig na may: strontium Sr²⁺, barium Ba²⁺, tingga Pb²⁺, pilak Ag⁺, calcium Ca²⁺, radium Ra²⁺, at diatomic silver Ag₂²⁺. Tandaan na ang pilak sulpate at calcium sulfate ay sapat na natutunaw na ang ilan ay tinawag silang bahagyang natutunaw ng tubig.

Hakbang 8. Mga compound na naglalaman ng OH^- o S^2- hindi matutunaw sa tubig.

Ang mga ions sa itaas ay pinangalanang hydroxide at sulfide.

• Exception:

  Tandaan ang tungkol sa mga alkali metal (Groups I-A) at kung gaano kadali ang mga ions mula sa mga elemento sa mga pangkat na iyon ay bumubuo ng mga natutunaw na tubig na mga natutunaw? Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, at Cs⁺ bubuo ng mga compound na natutunaw sa tubig na may mga hydroxide o sulfide ions. Bilang karagdagan, bumubuo rin ang mga hydroxide ng mga asing na natutunaw sa tubig na may mga alkaline na ions sa lupa (Pangkat II-A): calcium Ca²⁺, strontium Sr²⁺, at barium Ba²⁺. Tandaan na ang mga compound na ginawa mula sa mga hydroxide at alkaline na daigdig ay mayroon pa ring sapat na mga molekulang pinagbuklod na kung minsan ay tinatawag itong "medyo natutunaw sa tubig."

Hakbang 9. Mga compound na naglalaman ng CO₃^2- o PO₄^3- hindi matutunaw sa tubig.

Isa pang suriin para sa mga ion ng carbonate at phosphate. Dapat mong malaman kung ano ang mangyayari sa compound ng mga ions.

• Exception:

  Ang mga ions na ito ay bumubuo ng mga natutunaw na tubig na compound na may mga alkali na metal, lalo na Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, at Cs⁺, tulad ng ammonium NH₄⁺.

Paraan 2 ng 2: Pagkalkula ng Kalutasan sa Pamamagitan ng K_sp

Hakbang 1. Hanapin ang pare-pareho ng solubility ng produktong K_sp.

Ang bawat compound ay may iba't ibang pare-pareho, kailangan mong hanapin ito sa isang talahanayan sa iyong libro o sa online. Dahil ang mga halaga ay natutukoy nang eksperimento, ang iba't ibang mga talahanayan ay maaaring magpakita ng iba't ibang mga pare-pareho. Masidhing inirerekomenda na gamitin mo ang mga talahanayan sa aklat-aralin kung mayroon ka sa kanila. Maliban kung tinukoy man, karamihan sa mga talahanayan ay ipinapalagay na ang temperatura ay 25ºC.

Halimbawa, kung ang natunaw ay lead iodide PbI₂, isulat ang pare-pareho ng solubility ng produkto. Kapag tumutukoy sa talahanayan sa bilbo.chm.uri.edu, gamitin ang pare-pareho na 7, 1 × 10^–9.

Hakbang 2. Isulat ang equation ng kemikal

Una, tukuyin ang proseso kung saan naghihiwalay ang compound sa mga ions kapag natunaw. Pagkatapos, isulat ang equation ng kemikal sa K_sp sa isang gilid at ang mga bumubuo ng mga ions sa kabilang panig.

• Halimbawa, isang PbI. Molekyul₂ nahati sa Pb. ions²⁺, Ako^-, at ako. ions^-. (Kailangan mo lamang malaman o hanapin ang singil sa isang ion dahil ang compound bilang isang buo ay may isang walang kinikilingan na singil.)
• Isulat ang equation 7, 1 × 10^–9 = [Pb²⁺] [Ako^-]²

Hakbang 3. Baguhin ang equation upang magamit ang isang variable

Isulat muli ang equation bilang isang simpleng problema sa algebraic gamit ang kaalaman sa bilang ng mga molekula at ions. Sa equation na ito x ay ang bilang ng mga natutunaw na compound. Isulat muli ang mga variable na kumakatawan sa bilang ng bawat ion sa x form.

• Sa halimbawang ito, ang equation ay muling isinulat bilang 7, 1 × 10^–9 = [Pb²⁺] [Ako^-]²
• Dahil mayroong isang lead ion (Pb²⁺) sa compound, ang bilang ng mga molekula ng compound na natunaw ay katumbas ng bilang ng mga libreng lead ion. Ngayon ay maaari na naming isulat ang [Pb²⁺] laban sa x.
• Dahil mayroong dalawang iodine ions (I^-) para sa bawat lead ion, ang bilang ng mga iodine atoms ay maaaring maisulat bilang 2x.
• Ngayon ang equation ay 7, 1 × 10^–9 = (x) (2x)²

Hakbang 4. Isaalang-alang ang ibang mga ion na karaniwang naroroon kung maaari

Laktawan ang hakbang na ito kung ang compound ay natunaw sa purong tubig. Kapag ang isang tambalan ay natunaw sa isang solusyon na naglalaman na ng isa o higit pa sa mga bumubuo ng mga ions ("karaniwang mga ions") ang solubility nito ay tataas nang malaki. Ang pangkalahatang epekto ng ionic ay pinakamahusay na makikita sa mga compound na higit na hindi malulutas sa tubig. Sa kasong ito maipapalagay na ang karamihan sa mga ions sa equilibrium ay nagmula sa mga ions na mayroon nang solusyon. Isulat muli ang equation para sa reaksyon upang maisama ang kilalang konsentrasyon ng molar (moles bawat litro o M) ng ion na naroroon sa solusyon, kaya pinapalitan ang halaga ng x na ginamit para sa ion.

Halimbawa, kung ang compound lead iodide ay natunaw sa isang solusyon na naglalaman ng 0.2 M lead chloride (PbCl₂) kung gayon ang equation ay magiging 7, 1 × 10^–9 = (0, 2M + x) (2x)². Pagkatapos, dahil ang 0.2 M ay isang mas puro konsentrasyon kaysa sa x, ang equation ay maaaring muling isulat bilang 7.1 × 10^–9 = (0, 2M) (2x)².

Hakbang 5. Malutas ang equation

Lutasin ang x upang malaman kung paano natutunaw ang compound sa tubig. Dahil ang palagiang solubility ay naitatag na, ang sagot ay sa mga tuntunin ng bilang ng mga moles ng compound na natunaw bawat litro ng tubig. Maaaring kailanganin mo ang isang calculator upang makalkula ang pangwakas na sagot.

• Ang sumusunod na sagot ay para sa solubility sa purong tubig, nang walang mga karaniwang ions.
• 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 ang mga moles bawat litro ay matutunaw. Ang halagang ito ay napakaliit na mahalagang hindi matutunaw sa tubig.