Rozpuszczalność

substancji

i

rodzaje roztworów

Roztwór-układ wieloskładnikowy jednofazowy, o cząsteczkowej

dyspersji. Składnik roztworu będący w przewadze ilościowej nosi nazwę

rozpuszczalnika, pozostałe składniki są rozpatrywane jako substancje

rozpuszczone.

Rozróżnia się:

1) ze względu na stan skupienia: roztwory gazowe, ciekłe i stałe.

2) ze względu na spełnienie warunku o jednakowym współczynniku

aktywności wszystkich składników (równym jedności) i zachowaniu lub

odstępstwie od prawa

Raoulta

(ciecze) i 

Daltona

(gazy): roztwory

doskonałe i rzeczywiste.

W medycynie leki w postaci rozpuszczonej (w wodzie, alkoholu, eterze,

glicerynie itp.). W dermatologii roztwory stosuje się do pędzlowania

skóry (np. wodne lub alkoholowe roztwory różnych barwników) lub do

okładów i przymoczków (np. okłady z roztworu kwasu bornego), rzadziej

w postaci kąpieli leczniczych (np. nadmanganianu potasu

Rozpuszczalnik-substancje ciekłe tworzące z substancjami w nich

rozpuszczonymi układ jednorodny (roztwór) lub w przypadku układu

ciecz-ciecz składnik roztworu znajdujący się w nadmiarze. Jako

rozpuszczalniki ciekłe stosowane są najczęściej:

1) ciecze o dużej wartości stałej dielektrycznej, np. woda, ciekły amoniak

(rozpuszczalnik elektrolitów),

2) ciecze organiczne o pośrednich wartościach stałej dielektrycznej, np.

alkohol, eter, estry (rozpuszczalnik polarnych związków organicznych).

3) ciecze o niskiej stałej dielektrycznej, np. benzen, ksylen

(rozpuszczalnik substancji niepolarnych).

Rozpuszczalność (substancji)-stężenie roztworu nasyconego

rozpatrywanej substancji w ustalonej temperaturze.

Stężenie roztworu-zawartość substancji rozpuszczonej odniesiona do

ilości rozpuszczalnika lub całego roztworu.

Roztwór mianowany-titrant, roztwór odczynnika chemicznego

o znanym stężeniu dodawany z biurety do roztworu oznaczanej

substancji podczas miareczkowania.

Dokładne ustalenie stężenia roztworu mianowanego (tzw. nastawianie

miana, czyli inaczej mianowanie roztworu) odbywa się za pomocą

substancji podstawowych lub innych roztworów mianowanych.

Roztwór nasycony-roztwór substancji pozostający w równowadze

z osadem tej substancji.

Marmego roztwór-stosowany do wykrywania alkaloidów wodny roztwór

jodku potasu z jodkiem kadmu. Po zakwaszeniu w obecności alkaloidów

tworzy się osad (osad analityczny).

•Istnieje wiele sposobów wyrażania stężenia roztworów. Różnią się one

między sobą tylko jednostkami, w których podaje się ilości substancji

rozpuszczonej, rozpuszczalnika lub roztworu.

W praktyce chemicznej stężenia roztworów wyraża się najczęściej w:

- procentach wagowych (%)

- molach w 1 dm

3

roztworu (stężenie molowe, mol/dm

3

- molach w 1 kg rozpuszczalnika (stężenie molarne, mol/kg)

- ułamkach molowych składników tworzących roztwór (x)

- stężenia normalne (mol/dm

3

)

a)

Stężenie procentowe roztworu C

p

Stężenie procentowe roztworu C

p

jest określane liczbą jednostek

wagowych (mg, g, kg, Mg) substancji rozpuszczonej zawartych w

100 jednostkach wagowych (mg, g, kg, Mg) roztworu.

Przykład:

roztwór 20%-owy jest to roztwór zawierający 20 jednostek

wagowych (mg, g, kg, Mg) substancji rozpuszczonej w 100

jednostkach wagowych (mg, g, kg, Mg) roztworu,

czyli jest to roztwór powstały ze zmieszania 10 jednostek

wagowych (mg, g, kg, Mg) substancji z 90 jednostkami wagowymi

(mg, g, kg, Mg) rozpuszczalnika

Związek między stężeniem procentowym roztworu C

p

, liczbą

jednostek wagowych substancji rozpuszczonej a oraz liczbą

jednostek rozpuszczalnika b wyprowadza się w następujący

sposób:

jeżeli w a + b jednostek wagowych roztworu znajduje się a

jednostek wagowych substancji rozpuszczonej, to w 100

jednostkach wagowych roztworu znajduje się C

p

jednostek

wagowych substancji rozpuszczonej, czyli;

a + b j.wag. roztworu - a j. wag. substancji

100 j.wag.roztworu - C

p

j. wag. substancji

Z powyższego otrzymujemy wzór na stężenie procentowe

C

p

= a * 100% / (a+b)

Przykład 1

Oblicz stężenie procentowe roztworu otrzymanego ze zmieszania 20 soli

NaCl i 140 g wody.

Rozwiązanie

Masa roztworu jest sumą masy substancji rozpuszczonej i masy

rozpuszczalnika: 20 g + 140 g = 160 g

Stąd możemy zapisać że:

w 160 g roztworu znajduje się 20 g NaCl

a w 100 g roztworu znajduje się x g cukru x = 20*100 / 160 = 12,5 g

W 100 g otrzymanego roztworu znajduje się 12,5 g NaCl, a więc roztwór

jest 12,5% - owy

Przykład 2

Do 30 g 60%-owego roztworu dodano 50 g wody. Oblicz stężenie

procentowe otrzymanego roztworu.

Rozwiązanie po dodaniu do roztworu wody jego stężenie zmniejszy się,

ale masa substancji rozpuszczonej pozostanie bez zmiany. należy więc
obliczyć masę substancji znajdującej się w 30 g 60% -owego roztworu:

100 g roztworu zawiera 60 g substancji

30 g roztworu zawiera x g substancji

x = 30*60 / 100 = 18 g

Masa roztworu po dodaniu wody wynosi: 30 g + 50 g = 80 g.Po

rozcieńczeniu:

80 g roztworu zawiera 18 g substancji

100 g roztworu zawiera x g substancji

x = 18*100 / 80 = 22,5 g

Otrzymany roztwór jest 22,5%-owy

b) Stężenie molowe roztworu C

m

Stężenie molowe roztworu jest liczbą moli substancji rozpuszczonej w 1

dm

3

roztworu

Przykład

Roztwór 1 molowy jest to roztwór, który w 1 dm

3

roztworu zawiera 1mol

substancji (definicja mola).

Stężenie molowe możemy wyrazić wzorem

C

m

= n

j

/ V

gdzie; n

j

- ilość moli składnika j, V - objętość roztworu

Ilość moli składnika n

j

możemy obliczyć z wzoru

n

j

= m

j

/ M

j

gdzie: m

j

- masa substancji j, M

j

- masa molowa substancji j

Wstawiając wyrażenie na n

j

do wzoru na C

m

otrzymamy

C

m

= m

j

/ (M

j

*V)

Przy obliczaniu stężeń molowych możemy korzystać z wzorów na stężenie

molowe C

m

lub z równań na proporcję

Przykład1

Ile gramów NaOH znajduje się w 300 cm

3

0,1 molowego roztworu?

Rozwiązanie

Obliczamy masę molową M(NaOH) - wynosi ona 40 g/mol. Ponieważ

roztwór jest 0,1 molowy, to 0,1 mola NaOH ma masę: 0,1 mola x 40g/mol

= 4g. To oznacza, że w 1 dm

3

roztworu znajduje się 4 g NaOH.

Układając równania na proporcję możemy napisać

w 1000 cm

3

0,1 molowego znajduje się 4 g NaOH

a w 300 cm

3

0,1 molowego roztworu zawiera x g NaOH

x = 4 x 300 / 1000 = 1,2 g NaOH

Rozwiązanie z wykorzystaniem wzoru W celu obliczenia masy NaOH

wzór na C

m

przekształcamy i otrzymujemy postać, która pozwala nam

obliczenie masy NaOH.

m

j

= C

m

*M

j

*V

stąd wstawiając do wzoru dane otrzymamy.

m

NaOH

= 0,1 mol/dm

3

* 40 g/mol * 0,3 dm

3

= 1,2 g NaOH

W 300 dm

3

0,1 molowego roztworu NaOH znajduje się 1,2 g NaOH

Uwaga Korzystając z równań na proporcję jak i z wzoru należy pamiętać o

zastosowaniu właściwych jednostek. Jeżeli nie są zgodne, dokonujemy

przeliczeń.

c) Ułamek molowy

Ułamek molowy X

j

składnika n

j

w roztworze określa udział liczby moli

danego składnika w całkowitej liczbie moli fazy mieszanej.

Przykład

Ułamek molowy X

j

= 0,2 oznacza, że dany składnik roztworu stanowi dwie

dziesiąte ogólnej liczby moli roztworu

Zależność między ułamkiem molowym składnika X

j

, liczbą moli tego

składnika n

j

oraz ogólną liczbą moli składników tworzących roztwór

(suma)n

j

jest następująca:

X

j

= n

j

/ (suma) n

j

Dla dwuskładnikowego roztworu ułamki molowe obu komponentów są

opisane równaniami:

X

1

= n

1

/ (n

1

+ n

2

)

X

2

= n

2

/ (n

1

+ n

2

)

czyli

X

1

+ X

2

= 1

Przykład 1

Roztwór składa się z dwóch moli kwasu siarkowego i trzech moli wody.

Oblicz ułamki molowe obu składników roztworu

Rozwiązanie

Liczba moli H

2

SO

4

n

1

= 2, liczba moli wody n,sub>2 = 3, liczba moli

tworzących roztwór: n

1

+ n

2

= 2 + 3 = 5. Ułamki molowe są odpowiednio

równe

X

1

= 2 / (2 + 3) = 0,4

X

2

= 3 / (2 + 3) = 0,6

Odpowiedź

Otrzymany roztwór składa się z 0,4 ułamka molowego H

2

SO

4

i 0,6 ułamka

molowego wody.

d) Przeliczanie stężeń roztworów

W praktyce chemicznej często zachodzi konieczność przeliczenia stężenia

roztworu z jednych jednostek na inne, np. zamiana stężenia procentowego

roztworu na stężenie molowe

W czasie przeliczania stężenia molowego na procentowe i odwrotnie

wykorzystujemy równania na proporcje;

100 g - C

p

(%)

1000 x d - x (g)

gdzie: d - gęstość roztworu (g/cm

3

)

Ponieważ stężenie molowe możemy wyrazić równaniem C

m

= x / M, więc

równania na proporcje możemy zapisać

100 g - C

p

(%)

1000 x d - C

m

*M(g)

gdzie - M - masa molowa substancji

Związek między stężeniem molowym i procentowym wyrażony wzorem

(wyprowadzony z równań na proporcję), możemy zapisać.

C

m

= (10*d*C

p

) / M

Przykład 1

Oblicz stężenie molowe 13,45% roztworu Na

2

CO

3

, którego gęstość wynosi

d = 1,14 g/cm

3

Rozwiązanie

Najpierw obliczamy masę 1 dm

3

roztworu. Wynosi ona 1000 cm

3

*1,14

g/cm

3

= 1140 g. Z równań na proporcję obliczamy masę Na

2

CO

3

.

100 g roztworu zawiera 13,45 g Na

2

CO

3

w 1140 g roztworu jest x g Na

2

CO

3

x= (13,45 * 1140) / 100 = 153,33 g Na

2

CO

3

Ponieważ masa molowa M Na

2

CO

3

wynosi 106 g/mol to 153,33 g

odpowiada 1,45 mola, ponieważ 153,33 : 106,0 = 1,45.

Rozwiązanie z wykorzystaniem wzoru

C

m

= (10*d*C

p

) / M = (10 * 1,14 * 13,45) / 106,0 = 1,45 mol/dm

3

Odpowiedź

Roztwór jest 1,45 molowy

Przykład 2

Oblicz stężenie procentowe 12,5 molowego roztworu KOH, którego

gęstość wynosi d = 1,48 g/cm

3

Rozwiązanie

Masa molowa M(KOH) = 56,11 g/mol. Ponieważ roztwór jest 12,5 molowy,

to w roztworze znajduje się 12,5 mol * 56,11 g/mol = 701.38 g KOH. Masa

1 dm,sup>3 roztworu ma masę 1000 cm

3

* 1,48 g/cm

3

= 1480 g.

Jeżeli 1480 g roztworu zawiera 701,38 g KOH

to 100 g roztworu zawiera x g KOH

x = (701,38 * 100) / 1480 = 47,4 g KOH

A to oznacza, że w 100 gramach roztworu jest 47,4 g KOH

Taki sam wynik osiągniemy korzystając z wzoru na przeliczanie jednostek

stężenia (patrz wyżej)

Odpowiedź

12,5 molowy roztwór KOH jest 47,4%

e) Mieszanie roztworów o różnych stężeniach

Po rozcieńczeniu roztworu czystym rozpuszczalnikiem albo po zmieszaniu

roztworów tej samej substancji o różnych stężeniach otrzymuje się nowy

roztwór, w którym ilość substancji rozpuszczonej jest sumą jej ilości w

roztworach wyjściowych, natomiast końcowe stężenie jest odwrotnie

proporcjonalne do objętości lub masy roztworu końcowego.

Po zmieszaniu a jednostek wagowych (lub objętościowych) roztworu o

stężeniu A oraz b jednostek wagowych (lub objętościowych) roztworu o

stężeniu B, otrzymuje się a + b jednostek wagowych (lub objętościowych)

nowego roztworu o stężeniu C. Jeżeli A>B, to A>C>B.

Zawartość substancji rozpuszczonej w roztworach wyjściowych i

końcowym jest jednakowa, zatem:

a * A + b * B = (a + B)* C     stąd

a / b = (C - B) / (A - C)

Jest to reguła mieszanin, którą można sformułować w następujący sposób.

Ilości roztworów mieszanych są odwrotnie proporcjonalne do

różnicy między stężeniami roztworów wyjściowych i stężeniem

otrzymanego roztworu końcowego

Posługując się regułą mieszania w obliczeniach należy pamiętać, że ilości

roztworów wyraża się w jednostkach wagowych, gdy ich stężenia są

podane w procentach, natomiast w jednostkach objętościowych dla

roztworów o stężeniach wyrażonych w mol/dm

3

.

Jeżeli miesza się roztwory, których stężenia podane są w różnych

jednostkach, należy najpierw wyrazić w tych samych jednostkach, a

następnie stosować regułę mieszania

Duże udogodnienie w obliczaniu stężenia roztworu powstałego ze

zmieszania dwóch roztworów tej samej substancji, ale o różnych

stężeniach, lub podczas rozcieńczania roztworu, daje schemat krzyżowy

(metoda krzyżowa) wynikający z reguły mieszania:

A --

C - B = a

A

\ /

c

/ \

B

--

A -

C

= b

B

Po lewej stronie wypisuje się stężenia roztworów wyjściowych (A) i (B), w

środku krzyża żądane stężenie roztworu (C), a po prawej stronie różnice

stężeń, przy czym należy zawsze odejmować od większej wartości

stężenia wartość mniejszą.

Rozwinięcie schematu krzyżowego jest następujące: (C-B) jednostek

roztworu o stężeniu A zmieszane z (A-C) jednostkami roztworu o stężeniu

B daje (C-B) + (A-C), czyli (A-B) jednostek roztworu o stężeniu C.

Przykład 1

Ile gramów wody należy dodać do 150 g 30% roztworu, aby otrzymać

22,5% roztwór?

Rozwiązanie

Rezultat końcowy obliczeń można otrzymać kilkoma sposobami:

a) W 150 g 30% roztworu znajduje się:

w 100 g roztworu znajduje się 30 g substancji

w 150 g roztworu znajduje się x g substancji

x = 150 x 30 / 100 = 45 g substancji.

Taka sama masa substancji musi znajdować się również w roztworze po

rozcieńczeniu.

Jeżeli 100 g roztworu zawiera 22,5 g substancji

to x g roztworu zawiera 45 g substancji

x = 45 x 100 / 22,5 = 200 g roztworu

Masa wody wynika z różnicy mas obu roztworów: 200 g - 150 g = 50 g

b) Stosując regułę mieszania otrzymuje się:

30 x 150 / 100 + x - 0 / 100 = 22,5 (150 + x) / 100

x = 50 g

c) Metoda krzyżowa:

czyli: 22,5 g 30% roztworu + 7,5 g wody = 30 g 22,5% roztworu, a stąd:

22,5 g 30% roztworu należy zmieszać z 7,5 g wody

150g 30% roztworu należy zmieszać z x g wody

x = 7,5*150 / 22,5 = 50 g wody

Aby otrzymać 22,5% roztwór należy do 150 g 30% roztworu dodać 50

wody.

30

-- 22,5-0 0 22,5

g

\ /
22,

5
/ \

0 -- 30 –

22,5

=

7,5g

Przykład 2

Ile gramów 25% roztworu należy dodać do 350 g 55% roztworu, aby

otrzymać roztwór 30%

Rozwiązanie

5 g (55% roztworu) + 25 g (25% roztworu) = 30 g (30% roztworu)

Stąd

5g 55% roztworu należy zmieszać z 25 g 25% roztworu

350 g 55% roztworu należy zmieszać z x g 25% roztworu

x = 25 x 350 / 5 = 1750 g 25% roztworu

Aby otrzymać 30% roztwór należy do 350 g 55% roztworu dodać

1750 g 25% roztworu

55% --

30 -

25

= 5g

\ /

30%
/ \

25%

--

55 -
30

=

25g

Roztwory elektrolitów

a) Obliczenia związane ze stopniem dysocjacji, stała

dysocjacji i pH

Stopień dysocjacji (alfa) - jest to stosunek cząsteczek (moli)

zdysocjowanych (c) do liczby cząsteczek (moli) wprowadzonych

pierwotnie do roztworu (c

o

)

(alfa)a = c / c

o

Stała dysocjacji kwasowej - wynika z prawa działania mas. Stałe

dysocjacji określają równowagę między jonami i niezdysocjowanymi

cząsteczkami - są wielkościami charakterystycznymi dla elektrolitów

słabych.

Przykład

CH

3

COOH + H

2

O <=> H

3

O

+

+ CH

3

COO

-

Dla wyżej napisanego przykładu równanie na stałą dysocjacji kwasowej

ma postać

K

c

= [H

3

O

+

] * [CH

3

COO

-

] / [CH

3

COOH]

Stopień dysocjacji i stała dysocjacji są wzajemnie ze sobą powiązane

zgodnie z prawem rozcieńczeń Oswalda

K

c

= (alfa)

2

* c

o

/ 1 - (alfa)

gdzie c

o

stężenie wyjściowe

Elektrolity mocne nie podlegają prawu działania mas - ponieważ są

całkowicie zdysocjowane

Wzory algebraiczne wykorzystywane podczas

obliczeń związanych z pH

Dysocjacja wody

H

2

O + H

2

O <=> H

3

O

+

+ OH

-

Wzór na stałą dysocjacji wody

K = [H

3

O

+

]*[OH

-

] / [H

2

O]

2

Iloczyn jonowy wody

K

H2O

= K*[H

2

O]

2

= [H

3

O

+

]*[OH

-

]

Stężenia jonów [H

3

O

+

] [OH

-

]

[H

3

O

+

]=[OH

-

] = 1,00*10

-7

mol/dm

3

Wartość iloczynu jonowego wody

K

H2O

= [H

3

O

+

]*[OH

-

] = 1,00*10

-14

Definicja pH (wykładnik stężenia jonów

hydroniowych)

- Jest to ujemny logarytm dziesiętny ze

stężenia jonów wodorowych

pH = -log[H

3

O

+

] stąd

[H

3

O

+

] = 10

-pH

Podobnie

pOH = -log[OH

-

] oraz [OH

-

] = 10

-pOH

oraz

pH + pOH = 14

Przykład 1

Jaka jest wartość wykładnika stężenia jonów hydroniowych w roztworze, w

którym stężenie jonów [H

3

O

+

] = 3*10

-8

mol/dm

3

?. Jaki jest odczyn

roztworu?

Rozwiązanie

Do obliczenia pH korzystamy ze wzoru pH = -log[H

3

O

+

]

pH = -log[H

3

O

+

] = log(3*10

-8

) = 7,52

Odpowiedź

Odczyn roztworu jest zasadowy, ponieważ pH.7,00

Przykład 2

Jakie jest stężenie molowe kwasu, jeżeli wykładnik stężenia jonów

wodorowych pH = 1,60?. Uwaga - dysocjacja kwasu jest pełna

Rozwiązanie

Sposób 1 - wykorzystanie wzoru pH = -log[H

3

O

+

] = 1,60

Korzystając z tablic logarytmicznych lub kalkulatora odczytamy że,

[H

3

O

+

] = 2,5 * 10

-2

mol/dm

3

Sposób 2 - korzystamy z zależności [H

3

O

+

] = 10

-pH

[H

3

O

+

] = 10

-pH

= 10

-1,6

= 10

(-2 +0,4)

= 10

0,4

* 10

-2

= 2,5*10

-2

mol/dm

3

Odpowiedź

Roztwór kwasu jest 0,025 molowy

Przykład 3

Obliczyć stężenie jonów wodorowych i pH roztworu 0,1 molowego kwasu

octowego, jeżeli wartość stałej dysocjacji kwasu wynosi K

c

= 1,8 * 10

-5

Rozwiązanie

Do obliczenia stężenia jonów wodorowych korzystamy z równania na stałą

dysocjacji kwasu octowego.

K

c

= [H

3

O

+

] * [CH

3

COO

-

] / [CH

3

COOH]

W stanie równowagi [H

3

O

+

] = [CH

3

COO

-

] = x

oraz [CH

3

COOH] = (c-x)

stąd

K

c

= x

2

/ (c -x)

ponieważ x jest w porównaniu z c bardzo małe to możemy zapisać że, (c -

x) = c

wtedy

K

c

= x

2

/ c

Po wstawieniu danych, przekształceniu i obliczeniu otrzymamy że x =

[H

3

O

+

] = 1,34 * 10

-3

mol/dm

3

Odpowiedź

pH = -log(1,34 * 10

-3

) =2,87

b) Obliczenia związane z iloczynem rozpuszczalności

W każdym nasyconym roztworze trudno rozpuszczalnego elektrolitu

istnieje równowaga pomiędzy jonami elektrolitu w roztworze a nadmiarem

fazy stałej pozostającej z nim w kontakcie.

Roztwór nasycony jest bardzo rozcieńczony, ponieważ elektrolit jest w

wodzie trudno rozpuszczalny. W takim rozcieńczonym roztworze znajdują

się wyłącznie jony elektrolitu, natomiast nie są w nim obecne cząsteczki

niezdysocjowane.

Stan równowagi opisuje równanie

(KtAn)

st

<=> Kt

+

+ An

-

stąd możemy zapisać że równanie opisujące stan równowagi ma postać

K = [Kt

+

]*[An

-

] / [KtAn]

st

Ponieważ stężenie fazy stałej jest niezmienne, wyraz [KtAn]

st

możemy

przenieść na lewą stronę równania, uzyskując iloczyn dwu stałych

nazywany iloczynem rozpuszczalności i oznaczany symbolem K

s

.

K*[KtAn]

st

= K

s

= [Kt

+

]*[An

-

]

Iloczyn sążeń jonowych [Kt

+

]*[An

-

] w nasyconym roztworze nosi nazwę

iloczynu jonowego.

Iloczyn jonowy trudno rozpuszczalnego elektrolitu w roztworze

nasyconym, pozostającym w równowadze z nadmiarem fazy

stałej, jest równy iloczynowi rozpuszczalności, wielkości stałej w

określonej temperaturze.

W przypadku gdy elektrolit dysocjuje na kilka jonów >>2, wyrażenie na

iloczyn rozpuszczalności przyjmie postać

K

s

= [Kt

y+

]

x

* [An

x-

]

y

Przykład;

Bi

2

S

3

<=> 2Bi

3+

+ 3S

2-

odpowiednio do przykładu K

s

= [Bi

3+

]

2

* [S

2-

]

3

Iloczyn rozpuszczalności charakteryzuje rozpuszczalność danego trudno

rozpuszczalnego elektrolitu w określonej temperaturze, a jej miarą jest

stężenie elektrolitu w roztworze nasyconym. Molową rozpuszczalność

trudno rozpuszczalnego elektrolitu w nasyconym roztworze oznaczono

literą S.

W przykładzie molowa rozpuszczalność Bi

2

S

3

wyniesie S

Bi2S3

.

Dla wyżej napisanego przykładu możemy odczytać, że z jednego mola

Bi

2

S

3

otrzymamy dwa mole Bi

3+

i trzy mole S

2-

.

Po podstawieniu stężeń do iloczynu jonowego otrzymuje się

K

s

= [Bi

3+

]

2

* [S

2-

]

3

= (2S)

2

* (3S)

3

Wartości iloczynów rozpuszczalności dla różnych substancji są dostępne w

postaci tabel w podręcznikach do chemii.

Maja zastosowanie podczas określania warunków w jakich wytrącają się

osady.

Przykład 1

Do 500 cm

3

0,008 molowego roztworu CaCl

2

dodano 500 cm

3

0,01

molowego roztworu Na

2

SO

4

. Wykazać, czy w danych warunkach strąci się

osad CaSO

4

.

Wartość iloczynu rozpuszczalności CaSO

4

K

s

= 2,4*10

-5

Rozwiązanie

Po zmieszaniu roztworów objętość podwoiła się, a stężenia soli

zmniejszyły się do połowy i wynoszą:

[Ca

2+

] = 0,008 * 0,5 = 0,004 mol/dm

3

[SO

4

2-

] = 0,01 * 0,5 = 0,005 mol/dm

3

K

s

= [Ca

2+

] * [SO

4

2-

] = 0,004 * 0,005 = 2,0 * 10

-5

i jest mniejszy od wartości iloczynu rozpuszczalności CaSO

4

;

2,0 * 10

-5

< 2,4 * 10

-5

Odpowiedź;

Taki roztwór siarczanu wapniowego jest nienasycony i osad się nie strąci.

Przykład 2

Obliczyć w (g*dm

-3

) rozpuszczalność PBI

2

w czystej wodzie oraz stężenia

każdego z jonów w roztworze nasyconym w temperaturze pokojowej.

Wartość iloczynu rozpuszczalności PbI

2

K

s

= 7,1 * 10

-9

Rozwiązanie PbI

2

dysocjuje według równania

PbI

2

<=> Pb

+2

+ 2I

-

z równania widzimy że, z jednego mola powstaje 1 mol Pb

2+

i 2 mole I

-

.

Jeżeli molowa rozpuszczalność PbI

2

wynosi S, to [Pb

+2

] = S, [I

-

] = 2S

Wyrażenie na iloczyn rozpuszczalności dla PbI

2

ma wtedy postać:

K

s

= [Pb

+2

] * [I

-

]

2

= S * (2S)

2

= 7,1 * 10

-9

stąd S = 1,21 * 10

-3

mol/dm

3

.

ponieważ rozpuszczalność trudno rozpuszczalnego elektrolitu określa się

jego stężenie molowe w roztworze nasyconym

S

Pb

+2

= 1,21 * 10

-3

mol/dm

3

[Pb

+2

] = 1,21 * 10

-3

mol/dm

3

[I

-

] = 2 * 1,21 * 10

-3

mol/dm

3

Odpowiednie masy molowe wynoszą: PbI

2

- 461 g/mol, Pb

2+

- 207,2 g/mol,

I

-

- 126,9 g/mol

W przeliczeniu na gramy otrzymamy wartości stężeń, które będą wynosiły

c

PbI2

= 1,21 * 10

-3

* 461 = 0,5578 g/mol

3

c

Pb

+2

= 1,21 * 10

-3

* 207,2 = 0,2507 g/mol

3

c

I

-

= 2 * 1,21 * 10

-3

* 126,9 = 0,3071 g/mol

3

Substancje dzielimy na trzy rodzaje

Typ roztworu

Homogeniczny

(właściwy)

koloidalny

Heterogeniczny

(niewłaściwy,

zawiesina)

Rozmiar

cząstek

Cząstki bardzo

małe, o

rozmiarach

poniżej 1 nm

Cząstka średniej

wielkości, o

rozmiarach 1-

300 nm

Cząstka bardzo

duża, o

rozmiarach

powyżej 300 nm

Autor prezentacji:

Łukasz Jankowski kl. 1e

Źródła:

- internet

- podręcznik do chemii

- moja główka