Uczysz się chemii, ale nie do końca rozumiesz stałą produktu rozpuszczalności lub chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat? Nie jesteś pewien jak obliczyć rozpuszczalność molową z $K_s_p$? Stała rozpuszczalności, lub $K_s_p$, jest ważną częścią chemii, szczególnie gdy pracujesz z równaniami rozpuszczalności lub analizujesz rozpuszczalność różnych solutów. Kiedy masz solidny chwyt z $K_s_p$, te pytania stają się o wiele łatwiejsze do odpowiedzi!

W tym przewodniku chemii $K_s_p$, będziemy wyjaśniać definicję chemii $K_s_p$, jak rozwiązać dla niego (z przykładami), jakie czynniki wpływają na to, i dlaczego jest to ważne. Na dole tego przewodnika znajduje się również tabela z wartościami $K_s_p$ dla długiej listy substancji, aby ułatwić Ci znalezienie wartości stałej rozpuszczalności.

Co to jest $K_s_p$?

$K_s_p$ jest znany jako stała rozpuszczalności lub iloczyn rozpuszczalności. Jest to stała równowagi używana w równaniach, gdy substancja stała rozpuszcza się w cieczy/roztworze wodnym. Dla przypomnienia, solut (to, co jest rozpuszczane) jest uważany za rozpuszczalny, jeśli więcej niż 1 gram może być całkowicie rozpuszczony w 100 ml wody.

$K_s_p$ jest używany dla solutów, które są tylko nieznacznie rozpuszczalne i nie rozpuszczają się całkowicie w roztworze. (Rozpuszczalnik jest nierozpuszczalny, jeśli nic lub prawie nic z niego nie rozpuszcza się w roztworze). Wartość $K_s_p$ określa, ile substancji rozpuści się w roztworze.

Wartość $K_s_p$ zmienia się w zależności od rozpuszczalnika. Im bardziej rozpuszczalna jest substancja, tym wyższa jest wartość chemiczna $K_s_p$. A co to są jednostki $K_s_p$? Właściwie, to nie ma ona jednostki! Wartość $K_s_p$ nie ma żadnych jednostek, ponieważ stężenia molowe reagentów i produktów są różne dla każdego równania. Oznaczałoby to, że jednostka $K_s_p$ byłaby inna dla każdego problemu i byłaby trudna do rozwiązania, więc w celu uproszczenia, chemicy zazwyczaj całkowicie rezygnują z jednostek $K_s_p$. Jak miło z ich strony!

Jak obliczyć $K_s_p$?

W tej części wyjaśniamy, jak zapisywać wyrażenia chemiczne $K_s_p$ i jak rozwiązywać dla wartości $K_s_p$. Na większości zajęć z chemii, rzadko będziesz potrzebował rozwiązywać dla wartości $K_s_p$; przez większość czasu będziesz wypisywał wyrażenia lub używał wartości $K_s_p$ do rozwiązywania dla rozpuszczalności (co wyjaśniamy jak zrobić w sekcji „Dlaczego $K_s_p$ jest ważne”).

Wypisywanie wyrażeń $K_s_p$

Poniżej znajduje się równanie produktu rozpuszczalności, po którym następują cztery zadania chemiczne z $K_s_p$, abyś mógł zobaczyć, jak wypisywać wyrażenia $K_s_p$.

Dla reakcji $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)

Wyrażenie rozpuszczalności to $K_s_p$= $^a$ $^b$

Pierwsze równanie nazywamy równaniem dysocjacji, a drugie to zrównoważone wyrażenie $K_s_p$.

Dla tych równań:

• A i B reprezentują różne jony i ciała stałe. W tych równaniach są one również określane jako „produkty”.
• a i b reprezentują współczynniki używane do zrównoważenia równania
• (aq) i (s) wskazują, w jakim stanie jest produkt (odpowiednio wodny lub stały)
• Nawiasy oznaczają stężenie molowe. Tak więc reprezentuje stężenie molowe AgCl.

Aby poprawnie napisać wyrażenie $K_s_p$, musisz mieć dobrą znajomość nazw chemicznych, jonów wieloatomowych i ładunków związanych z każdym jonem. Ponadto, kluczową rzeczą, o której należy pamiętać w tych równaniach jest to, że każde stężenie (reprezentowane przez nawiasy kwadratowe) jest podniesione do potęgi swojego współczynnika w zrównoważonym wyrażeniu $K_s_p$.

Przyjrzyjrzyjmy się kilku przykładom.

Przykład 1

$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + $2Br^{¯}$ (aq)

$K_s_p$= $^2$

W tym problemie nie zapomnij o podniesieniu do kwadratu wartości Br w równaniu $K_s_p$. Robisz to z powodu współczynnika „2” w równaniu dysocjacji.

Przykład 2

CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)

$K_s_p$=

Przykład 3

$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-.}$ (aq)

$K_s_p$= $^2$

Przykład 4

$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ $3Cu^2^{+}$ (aq) + $2PO_4^3^{¯}$ (aq)

$K_s_p$ = $^3$ $^2$

Rozwiązanie dla $K_s_p$ z rozpuszczalnością

Aby obliczyć wartość dla $K_s_p$, trzeba mieć wartości rozpuszczalności molowej lub umieć je znaleźć.

Pytanie: Wyznacz $K_s_p$ AgBr (bromku srebra), biorąc pod uwagę, że jego rozpuszczalność molowa wynosi 5,71 x $10^{¯}^7$ moli na litr.

Na początek musimy wypisać dwa równania.

AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)

$K_s_p$ =

Teraz, ponieważ w tym zadaniu rozwiązujemy dla rzeczywistej wartości $K_s_p$, wstawiamy podane nam wartości rozpuszczalności:

$K_s_p$ = (5.71 x $10^{¯}^7$) (5.71 x $10^{¯}^7$) = 3.26 x $10^{¯}^13$

Wartość $K_s_p$ wynosi 3.26 x $10^{¯}^13$

What Factors Affect $K_s_p$?

W tym rozdziale omówimy główne czynniki, które wpływają na wartość stałej rozpuszczalności.

Temperatura

Większość rozpuszczalników staje się bardziej rozpuszczalna w cieczy wraz ze wzrostem temperatury. Jeśli chcesz mieć dowód, zobacz jak dobrze kawa rozpuszczalna miesza się w filiżance zimnej wody w porównaniu do filiżanki gorącej wody. Temperatura wpływa na rozpuszczalność zarówno ciał stałych, jak i gazów, ale nie stwierdzono, by miała określony wpływ na rozpuszczalność cieczy.

Ciśnienie

Ciśnienie może również wpływać na rozpuszczalność, ale tylko w przypadku gazów znajdujących się w cieczach. Prawo Henry’ego mówi, że rozpuszczalność gazu jest wprost proporcjonalna do ciśnienia parcjalnego tego gazu.

Prawo Henry’ego zapisuje się jako p=kc, gdzie

• p jest ciśnieniem cząstkowym gazu nad cieczą
• k jest stałą prawa Henry’ego
• c jest stężeniem gazu w cieczy

Prawo Henry’ego pokazuje, że wraz ze spadkiem ciśnienia cząstkowego, stężenie gazu w cieczy również spada, co z kolei zmniejsza rozpuszczalność. Więc mniejsze ciśnienie skutkuje mniejszą rozpuszczalnością, a większe ciśnienie skutkuje większą rozpuszczalnością.

Możesz zobaczyć prawo Henry’ego w akcji, jeśli otworzysz puszkę sody. Kiedy puszka jest zamknięta, gaz jest pod większym ciśnieniem i jest dużo bąbelków, ponieważ dużo gazu jest rozpuszczonego. Kiedy otwierasz puszkę, ciśnienie spada i jeśli zostawisz sodę na wystarczająco długo, bąbelki w końcu znikną, ponieważ rozpuszczalność spadła i nie są już rozpuszczone w cieczy (wypływają z napoju).

Rozmiar cząsteczki

Generalnie, rozpuszczalniki z mniejszymi cząsteczkami są bardziej rozpuszczalne niż te z cząsteczkami. Rozpuszczalnik łatwiej otacza mniejsze cząsteczki, więc te mogą być rozpuszczone szybciej niż większe.

Dlaczego $K_s_p$ jest ważne?

Dlaczego stała rozpuszczalności ma znaczenie? Poniżej przedstawiamy trzy kluczowe sytuacje, w których będziesz musiał użyć $K_s_p$ w chemii.

Do znalezienia rozpuszczalności solutów

Zastanawiasz się jak obliczyć rozpuszczalność molową z $K_s_p$? Znajomość wartości $K_s_p$ pozwala znaleźć rozpuszczalność różnych solutów. Oto przykład: Wartość $K_s_p$ dla $Ag_2SO_4$ ,siarczanu srebra, wynosi 1,4×$10^{-}^5$. Wyznacz rozpuszczalność molową.

Po pierwsze, musimy zapisać równanie dysocjacji: $K_s_p$=$ ^2$

Następnie, wstawiamy wartość $K_s_p$, aby utworzyć wyrażenie algebraiczne.

1.4×$10^{-}^5$= $(2x)^2$$(x)$

1.4×$10^{-}^5$= $4x^3$

$x$==1,5x$10^{-}^2$ M

$2x$= =3.0x$10^{-}^2$ M

To Predict If a Precipitate Will Form in Reactions

Kiedy znamy wartość $K_s_p$ solutu, możemy dowiedzieć się, czy powstanie osad, jeśli zmieszamy roztwór jego jonów. Poniżej podajemy dwie reguły, które decydują o powstaniu osadu.

• Iloczyn jonowy > $K_s_p$ wtedy wytrącenie nastąpi
• Iloczyn jonowy < $K_s_p$ to wytrącanie nie wystąpi

Zrozumieć efekt wspólnego jonu

$K_s_p$ jest również ważną częścią efektu wspólnego jonu. Efekt wspólnego jonu mówi, że kiedy dwa roztwory, które mają wspólny jon są mieszane, rozpuszczalnik o mniejszej wartości $K_s_p$ wytrąci się pierwszy.

Na przykład, powiedzmy, że BiOCl i CuCl są dodane do roztworu. Oba zawierają jony $Cl^{-}$. Wartość $K_s_p$ BiOCl’u wynosi 1.8×$10^{-}^31$, a wartość $K_s_p$ CuCl’u wynosi 1.2×$10^{-}^6$. BiOCl ma mniejszą wartość $K_s_p$, więc wytrąci się przed CuCl.

Tabela stałych produktu rozpuszczalności

Poniżej znajduje się wykres przedstawiający wartości $K_s_p$ dla wielu powszechnie występujących substancji. Wartości $K_s_p$ są dla substancji w temperaturze około 25 stopni Celsjusza, która jest standardowa. Ponieważ wartości $K_s_p$ są tak małe, mogą występować niewielkie różnice w ich wartościach w zależności od tego, z jakiego źródła korzystasz. Dane na tym wykresie pochodzą z Wydziału Chemii Uniwersytetu Rhode Island.

Substancja	Formuła	$K_s_p$ Wartość
Wodorotlenek glinu	$Al(OH)_3$	1.3×$10^{-}^33$
Fosforan glinu	$AlPO_4$	6.3×$10^{-}^19$
Węglan baru	$BaCO_3$	5.1×$10^{-}^9$
Chromian baru	$BaCrO_4$	1.2×$10^{-}^10$
Fluorek baru	$BaF_2$	1.0×$10^{-}^6$
Wodorotlenek baru	$Ba(OH)_2$	5×$10^{-}^3$
Siarczan baru	$BaSO_4$	1.1×$10^{-}^10$
Siarczyn baru	$BaSO_3$	8×$10^{-}^7$
Tiosiarczan baru	$BaS_2O_3$	1.6×$10^{-}^6$
Chlorek bizmutylu	$BiOCl$	1.8×$10^{-}^31$
Wodorotlenek bizmutylu	$BiOOH$	4×$10^{-}^10$
Węglan kadmu	$CdCO_3$	5.2×$10^{-}^12$
Wodorotlenek kadmu	$Cd(OH)_2$	2,5×$10^{-}^14$
Szczawian kadmu	$CdC_2O_4$	1.5×$10^{-}^8$
Siarczek kadmu	$CdS$	8×$10^{-}^28$
Węglan wapnia	$CaCO_3$	2.8×$10^{-}^9$
Chromian wapnia	$CaCrO_4$	7.1×$10^{-}^4$
Fluorek wapnia	$CaF_2$	5.3×$10^{-}^9$
Wodorofosforan wapnia	$CaHPO_4$	1×$10^{-}^7$
Wodorotlenek wapnia	$Ca(OH)_2$	5.5×$10^{-}^6$
Szczawian wapnia	$CaC_2O_4$	2.7×$10^{-}^9$
Fosforan wapnia	$Ca_3(PO_4)_2$	2.0×$10^{-}^29$
Siarczan wapnia	$CaSO_4$	9.1×$10^{-}^6$
Siarczyn wapnia	$CaSO_3$	6.8×$10^{-}^8$
Wodorotlenek chromu (II)	$Cr(OH)_2$	2×$10^{-}^16$
Wodorotlenek chromu (III)	$Cr(OH)_3$	6.3×$10^{-}^31$
Węglan kobaltu (II)	$CoCO_3$	1.4×$10^{-}^13$
Wodorotlenek kobaltu (II)	$Co(OH)_2$	1.6×$10^{-}^15$
Wodorotlenek kobaltu (III)	$Co(OH)_3$	1.6×$10^{-}^44$
Siarczek kobaltu (II)	$CoS$	4×$10^{-}^21$
Chlorek miedzi (I)	$CuCl$	1.2×$10^{-}^6$
Cyjanek miedzi (I)	$CuCN$	3.2×$10^{-}^20$
Jodek miedzi (I)	$CuI$	1.1×$10^{-}^12$
Arsenian miedzi (II)	$Cu_3(AsO_4)_2$	7.6×$10^{-}^36$
Węglan miedzi (II)	$CuCO_3$	1.4×$10^{-}^10$
Chromian miedzi (II)	$CuCrO_4$	3.6×$10^{-}^6$
Żelazocyjanek miedzi (II)	$Cu$	1.3×$10^{-}^16$
Wodorotlenek miedzi (II)	$Cu(OH)_2$	2.2×$10^{-}^20$
Siarczek miedzi (II)	$CuS$	6×$10^{-}^37$
Węglan żelaza (II)	$FeCO_3$	3.2×$10^{-}^11$
Wodorotlenek żelaza (II)	$Fe(OH)_2$	8.0$10^{-}^16$
Siarczek żelaza (II)	$FeS$	6×$10^{-}^19$
Arsenian (III) żelaza (III)	$FeAsO_4$	5.7×$10^{-}^21$
Żelazocyjanek (III) żelaza	$Fe_4_3$	3.3×$10^{-}^41$
Wodorotlenek żelaza (III)	$Fe(OH)_3$	4×$10^{-}^38$
Fosforan żelaza (III)	$FePO_4$	1.3×$10^{-}^22$
Arsenian (II) ołowiu	$Pb_3(AsO_4)_2$	4×$10^{-}^6$
Azydek (II) ołowiu	$Pb(N_3)_2$	2.5×$10^{-}^9$
Bromek ołowiu (II)	$PbBr_2$	4.0×$10^{-}^5$
Węglan ołowiu (II)	$PbCO_3$	7.4×$10^{-}^14$
Chlorek (II) ołowiu	$PbCl_2$	1.6×$10^{-}^5$
Chromian (II) ołowiu	$PbCrO_4$	2.8×$10^{-}^13$
Fluorek ołowiu (II)	$PbF_2$	2.7×$10^{-}^8$
Wodorotlenek ołowiu (II)	$Pb(OH)_2$	1.2×$10^{-}^15$
Jodek ołowiu (II)	$PbI_2$	7.1×$10^{-}^9$
Siarczan (VI) ołowiu (II)	$PbSO_4$	1.6×$10^{-}^8$
Siarczek (II) ołowiu	$PbS$	3×$10^{-}^28$
Węglan litu	$Li_2CO_3$	2.5×$10^{-}^2$
Fluorek litu	$LiF$	3.8×$10^{-}^3$
Fosforan litu	$Li_3PO_4$	3.2×$10^{-}^9$
Fosforan amonowo-magnezowy	$MgNH_4PO_4$	2.5×$10^{-}^13$
Arsenian magnezu	$Mg_3(AsO_4)_2$	2×$10^{-}^20$
Węglan magnezu	$MgCO_3$	3.5×$10^{-}^8$
Fluorek magnezu	$MgF_2$	3.7×$10^{-}^8$
Wodorotlenek magnezu	$Mg(OH)_2$	1.8×$10^{-}^11$
Oksalat magnezu	$MgC_2O_4$	8.5×$10^{-}^5$
Fosforan magnezu	$Mg_3(PO_4)_2$	1×$10^{-}^25$
Węglan manganu (II)	$MnCO_3$	1.8×$10^{-}^11$
Wodorotlenek manganu (II)	$Mn(OH)_2$	1.9×$10^{-}^13$
siarczek manganu (II)	$MnS$	3×$10^{-}^14$
bromek rtęci (I)	$Hg_2Br_2$	5.6×$10^{-}^23$
Chlorek rtęci (I)	$Hg_2Cl_2$	1.3×$10^{-}^18$
Jodek rtęci (I)	$Hg_2I_2$	4.5×$10^{-}^29$
Siarczek rtęci (II)	$HgS$	2×$10^{-}^53$
Węglan niklu (II)	$NiCO_3$	6.6×$10^{-}^9$
Wodorotlenek niklu (II)	$Ni(OH)_2$	2.0×$10^{-}^15$
Siarczek niklu (II)	$NiS$	3×$10^{-}^19$
Fluorek skandu	$ScF_3$	4.2×$10^{-}^18$
Wodorotlenek skandu	$Sc(OH)_3$	8.0×$10^{-}^31$
Octan srebra	$Ag_2CH_3O_2$	2.0×$10^{-}^3$
Arsenian srebra	$Ag_3AsO_4$	1.0×$10^{-}^22$
Azydek srebra	$AgN_3$	2.8×$10^{-}^9$
Bromek srebra	$AgBr$	5.0×$10^{-}^13$
Chlorek srebra	$AgCl$	1.8×$10^{-}^10$
Chromian srebra	$Ag_2CrO_4$	1.1×$10^{-}^12$
Cyjanek srebra	$AgCN$	1.2×$10^{-}^16$
Jodan srebra	$AgIO_3$	3.0×$10^{-}^8$
Jodek srebra	$AgI$	8.5×$10^{-}^17$
Azotyn srebra	$AgNO_2$	6.0×$10^{-}^4$
Siarczan srebra	$Ag_2SO_4$	1.4×$10^{-}^5$
Siarczek srebra	$Ag_2S$	6×$10^{-}^51$
Siarczyn srebra	$Ag_2SO_3$	1.5×$10^{-}^14$
Tiocyjanian srebra	$AgSCN$	1.0×$10^{-}^12$
Węglan strontu	$SrCO_3$	1.1×$10^{-}^10$
Chromian strontu	$SrCrO_4$	2.2×$10^{-}^5$
Fluorek strontu	$SrF_2$	2.5×$10^{-}^9$
Siarczan strontu	$SrSO_4$	3.2×$10^{-}^7$
Bromek talu (I)	$TlBr$	3.4×$10^{-}^6$
Chlorek talu (I)	$TlCl$	1.7×$10^{-}^4$
Jodek talu (I)	$TlI$	6.5×$10^{-}^8$
Wodorotlenek talu (III)	$Tl(OH)_3$	6.3×$10^{-}^46$
Wodorotlenek cyny (II)	$Sn(OH)_2$	1.4×$10^{-}^28$
Siarczek cyny (II)	$SnS$	1×$10^{-}^26$
Węglan cynku	$ZnCO_3$	1.4×$10^{-}^11$
Wodorotlenek cynku	$Zn(OH)_2$	1.2×$10^{-}^17$
Szczawian cynku	$ZnC_2O_4$	2.7×$10^{-}^8$
Fosforan cynku	$Zn_3(PO_4)_2$	9.0×$10^{-}^33$
Siarczek cynku	$ZnS$	2×$10^{-}^25$

Wniosek: Przewodnik po chemii $K_s_p$

Co to jest $K_s_p$ w chemii? Stała produktu rozpuszczalności, lub $K_s_p$, jest ważnym aspektem chemii podczas badania rozpuszczalności różnych solutów. $K_s_p$ reprezentuje, jak dużo rozpuszczalnika rozpuści się w roztworze, a im bardziej rozpuszczalna jest substancja, tym wyższa jest wartość $K_s_p$ w chemii.

Aby obliczyć stałą iloczynu rozpuszczalności, trzeba najpierw zapisać równanie dysocjacji i zrównoważone wyrażenie $K_s_p$, a następnie wstawić stężenia molowe, jeśli je podano.

Na stałą rozpuszczalności może mieć wpływ temperatura, ciśnienie i rozmiar cząsteczki, i jest ona ważna przy określaniu rozpuszczalności, przewidywaniu, czy utworzy się osad, i zrozumieniu efektu wspólnego jonu.

Co dalej?

Niepocieszony, że skończyłeś uczyć się o stałej rozpuszczalności? Utop swoje smutki w naszym kompletnym przewodniku po 11 regułach rozpuszczalności.

Szukasz innych przewodników po chemii? Dowiedz się, jak bilansować równania chemiczne tutaj lub zapoznaj się z tymi sześcioma przykładami zmian fizycznych i chemicznych.

Masz chemię w szkole średniej? Zebraliśmy kilka świetnych przewodników do egzaminów AP Chem, IB Chemistry i NY State Chemistry Regents exam.

Masz przyjaciół, którzy również potrzebują pomocy w przygotowaniu do testów? Podziel się tym artykułem!