Chemistry for Non-Majors
Learning Objectives
- Define solubility product constant.
- Perform calculations involving solubility product constants.
Geen wegen meer
Ooit was gravimetrische analyse een belangrijke analysetechniek. Een ion werd uit een oplossing neergeslagen, gezuiverd, en gewogen om de hoeveelheid van dat ion in het oorspronkelijke materiaal te bepalen. Een voorbeeld van een meting van Ca 2+ is het oplossen van het monster in water, het neerslaan van het calcium als calciumoxalaat, het zuiveren van het neerslag, het drogen en het wegen van het eindproduct. Hoewel deze aanpak zeer nauwkeurig kan zijn (het atoomgewicht van veel elementen werd op deze manier bepaald), is het proces traag, omslachtig en vatbaar voor een aantal fouten in de techniek. Er zijn nu nieuwere methoden beschikbaar die minieme hoeveelheden calciumionen in oplossing meten zonder de lange, ingewikkelde gravimetrische aanpak.
Solubiliteitsproductconstante
Ionische verbindingen hebben sterk uiteenlopende oplosbaarheden. Natriumchloride heeft een oplosbaarheid van ongeveer 360 g per liter water bij 25°C. Zouten van alkalimetalen hebben de neiging goed oplosbaar te zijn. Aan de andere kant van het spectrum is de oplosbaarheid van zinkhydroxide slechts 4,2 × 10 -4 g/L water bij dezelfde temperatuur. Veel ionische verbindingen die hydroxide bevatten, zijn relatief onoplosbaar.
De meeste ionische verbindingen die als onoplosbaar worden beschouwd, lossen toch nog voor een klein deel in water op. Deze “meestal onoplosbare” verbindingen worden beschouwd als sterke elektrolyten, omdat het deel van de verbinding dat oplost ook dissocieert. Een voorbeeld: zilverchloride lost bij toevoeging aan water in geringe mate op in zilverionen en chloride-ionen.
Het proces wordt geschreven als een evenwicht omdat de dissociatie slechts in geringe mate optreedt. Daarom kan een evenwichtsuitdrukking worden geschreven voor het proces. Bedenk dat de vaste stof zilverchloride geen variabele concentratie heeft en dus niet in de uitdrukking is opgenomen.
Deze evenwichtsconstante wordt de oplosbaarheidsproductconstante , 
genoemd en is gelijk aan het wiskundige product van de ionen elk verheven tot de macht van de coëfficiënt van het ion in de dissociatievergelijking.
De stoichiometrie van de formule van de ionische verbinding dicteert de vorm van de 
uitdrukking. Bijvoorbeeld de formule van calciumfosfaat is Ca 3 (PO 4 ) 2 . De dissociatievergelijking en uitdrukking zijn hieronder weergegeven:
In de onderstaande tabel staan de oplosbaarheidsproductconstanten voor enkele veel voorkomende bijna onoplosbare ionische verbindingen.
| Verbinding | |
Samengestelde stof | |
| AgBr | 5.0 × 10 -13 | CuS | 8,0 × 10 -37 |
| AgCl | 1,8 × 10 -10 | Fe(OH) 2 | 7.9 × 10 -16 |
| Al(OH) 3 | 3.0 × 10 -34 | Mg(OH) 2 | 7.1 × 10 -12 |
| BaCO 3 | 5.0 × 10 -9 | PbCl 2 | 1,7 × 10 -5 |
| BaSO 4 | 1.1 × 10 -10 | PbCO 3 | 7,4 × 10 -14 |
| CaCO 3 | 4,5 × 10 -9 | PbI 2 | 7.1 × 10 -9 | Ca(OH) 2 | 6,5 × 10 -6 | PbSO 4 | 6,3 × 10 -7 |
| Ca 3 (PO 4 ) 2 | 1,2 × 10 -26 | Zn(OH) 2 | 3.0 × 10 -16 |
| CaSO 4 | 2,4 × 10 -5 | ZnS | 3.0 × 10 -23 |
Summary
- De constante van het oplosbaarheidsproduct is gedefinieerd.
- Berekeningen met behulp van oplosbaarheidsproductconstanten worden geïllustreerd.
Practicum
Lees het materiaal op de volgende link en los de opgaven aan het eind van de lezing op: http://www.tonywhiddon.org/lhs/apchemistry/studyguides/solubility/ksp.htm
Overzicht
- Wat vertelt de ons?
- Welke van de loodzouten in bovenstaande tabel is het meest oplosbaar?
- Wat is de exponent voor een ion in de vergelijking?