测定溶解度

作者: Frank Hunt
创建日期: 16 行进 2021
更新日期: 27 六月 2024
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108新課綱 高一化學【觀念】實驗:溶解度的測定(溶解度曲線和結晶)
视频: 108新課綱 高一化學【觀念】實驗:溶解度的測定(溶解度曲線和結晶)

内容

在化学中,溶解度用于描述与液体混合并完全溶解在液体中而不留下未溶解颗粒的固体的特性。仅(带电)离子化合物可溶。出于实际目的,记住一些规则或查阅规则列表足以告诉您大多数离子化合物在与水混合时是否将保持固体状态,或者是否会大量溶解。实际上,即使您看不到任何变化,有些分子也会溶解,因此对于精确的实验,您将需要知道如何计算该量。

方法1之2:使用快速规则

  1. 了解有关离子化合物的更多信息。 每个原子通常具有多个电子,但有时它们会获得或失去一个额外的电子。结果是一 离子 带电当带负电荷的离子(多余的电子)遇到带正电荷的离子(缺少电子)时,它们会结合在一起,就像两个磁体的正负两端一样。结果是离子键。
    • 带负电荷的离子称为 负离子以及带正电荷的离子 阳离子.
    • 通常,原子中电子的数量等于电荷处于平衡状态的质子的数量。
  2. 知道溶解度。 水分子(H.2O)具有不寻常的结构,它们的行为就像磁铁一样:一端带正电荷,而另一端带负电荷。当您将离子键与水混合时,这些“水磁铁”会聚集在水周围,试图将正离子和负离子拉开。一些离子键不是很紧密的结合在一起。这些都是 易溶因为水会撕裂并溶解键。其他复合材料具有更强的结合力,并且 无法解决因为尽管有水分子,它们仍然可以粘在一起。
    • 一些连接具有与水的吸力相当的内部键。这些物质是 中度可溶,因为很大一部分(但不是全部)债券将被拉开。
  3. 研究溶解度规则。 由于原子之间的相互作用非常复杂,因此哪些化合物可溶和不可溶并不总是直观的。在下面的列表中找到化合物中的第一个离子,以了解其通常的行为,然后检查异常情况以确保第二个离子不会发生异常相互作用。
    • 例如,使用氯化锶(SrCl2),请按照以下粗体步骤搜索Sr或Cl。 Cl是“可解决的”,因此请检查以下异常。 Sr不作为例外,因此SrCl2 可溶。
    • 下面列出了每个规则的最常见例外。还有其他例外,但是您可能不会在常见的化学课或实验室中找到它们。
  4. 当化合物包含碱金属(包括Li,Na,K,Rb和Cs)时,它们是可溶的。 这些也称为IA组的元素:锂,钠,钾,and和铯。具有这些离子中的任何离子的几乎任何化合物都是可溶的。
    • 例外:3采购订单4 不溶的。
  5. 含NO的化合物3, C2H。3Ø2, 不23 和ClO4 可溶的。 它们分别是硝酸根,乙酸根,亚硝酸根,氯酸根和高氯酸根离子。请注意,乙酸盐通常是OAc的缩写。
    • 例外情况: 银(OAc)(醋酸银)和汞(OAc)2 (乙酸汞)不溶。
    • 硝酸银2 和氯化钾4 仅“部分可溶”。
  6. 具有Cl,Br和I的化合物通常是可溶的。 氯离子,溴离子和碘离子几乎总是形成可溶性化合物,也称为卤素盐。
    • 例外: 如果其中任何一个与银(Ag),汞(Hg2)或铅(Pb),结果不可溶。较少见的具有铜(Cu)和th(Tl)的化合物也是如此。
  7. 与SO的连接4 通常是可溶的。 硫酸根离子通常形成可溶化合物,但是有几个例外。
    • 例外情况: 硫酸根离子与以下离子形成不溶性化合物:锶Sr,钡Ba,铅Pb,银Ag,钙Ca,镭Ra和双原子银Ag2。请注意,硫酸银和硫酸钙仅能溶解到有时称为微溶的程度。
  8. 含OH或S的化合物不溶。 它们分别是氢氧根离子和硫化物离子。
    • 例外情况: 您还记得碱金属(I-A组)以及它们喜欢多少形成不溶性化合物吗? Li,Na,K,Rb和Cs均与氢氧根或硫离子形成可溶性化合物。另外,氢氧化物与碱土金属(II-A族)离子形成可溶性盐:钙钙,锶锶和钡钡。注意,具有碱土金属化合物的氢氧化物仅具有足以粘在一起的分子,有时被认为是“微溶的”。
  9. 含CO化合物3 或PO4 不溶的。 最后检查一次碳酸根和磷酸根离子,您应该知道该化合物会产生什么结果。
    • 例外情况: 这些离子与常用物质,碱金属Li,Na,K,Rb和Cs以及NH4铵形成可溶性化合物4.

方法2之2:计算K的溶解度。SP

  1. 查找常数K的溶解度乘积。SP. 每个连接的此常数都不相同,因此您需要在教科书中或在线中的表中查找该常数。由于这些值是通过实验确定的,因此表与表之间的差异可能很大,因此,如果有的话,最好在教科书中使用该表。除非另有说明,否则大多数表均假定环境温度为25oC。
    • 例如,如果要溶解碘化铅(PbI2),记下溶解度乘积的平衡常数。如果使用bilbo.chm.uri.edu上的表,请使用常数7.1×10。
  2. 首先,写下化学方程式。 首先,确定化合物在溶解时如何分解成离子。现在用K编写一个方程式。SP 一方面,各个离子。
    • 例如,PbI分子2 分裂成离子Pb,I和另一个I(您只需要知道或查找一个离子的电荷,因为您知道整个化合物始终具有中性电荷)。
    • 写出等式7.1×10 = [Pb] [I]
  3. 调整方程式以使用变量。 使用您对分子或离子数量的了解,将方程式重写为一个单独的代数问题。将x设置为等于将溶解的物质的量,然后将变量重写为以x表示的每个离子的数目。
    • 在我们的示例中,我们重写7.1×10 = [Pb] [I]
    • 由于化合物中只有一个铅离子(Pb),因此溶解的化合物分子的数量将等于游离铅离子的数量。因此我们可以用[x]代替[Pb]。
    • 由于每个铅离子都有两个碘离子(I),因此我们可以将碘原子的数量等于2x。
    • 该公式现在显示为7.1×10 =(x)(2x)
  4. 考虑是否存在普通离子。 如果要将化合物溶解在纯水中,请跳过此步骤。但是,如果将化合物溶解在已经包含一种或多种组成离子(“公共离子”)的溶液中,则溶解度会大大降低。常见离子的作用在大多数不溶的化合物中最为明显,在这些情况下,可以假定平衡时的绝大多数离子来自溶液中已经存在的离子。用溶液中已经存在的离子的已知摩尔浓度(摩尔每升或M)重写方程式,替换您用于该离子的x值。
    • 例如,如果将我们的碘铅化合物溶解在含有0.2 M氯化铅(PbCl2),那么我们可以将方程式改写为7.1×10 =(0.2M + x)(2x)。然后,因为0.2M的浓度比x高,所以我们可以放心地将其重写为7.1×10 =(0.2M)(2x)。
  5. 解方程。 求解x并知道该化合物的溶解度。由于定义溶解度常数的方式,您的答案将表示为每升水中溶解的化合物的摩尔数。您可能需要一个计算器才能找到最终答案。
    • 以下适用于在纯水中的溶解性,不适用于任何常见离子。
    • 7.1×10 =(x)(2倍)
    • 7.1×10 =(x)(4倍)
    • 7.1×10 = 4倍
    • (7.1×10)÷4 = x
    • x =∛((7.1×10)÷4)
    • x = 每升1.2 x 10摩尔会溶解。这是非常少量的,因此您知道该化合物原则上难溶。

生活必需品

  • 溶解度产品常数表(K.SP)进行连接。

尖端

  • 如果您从实验中获得了有关化合物溶解程度的数据,则可以使用相同的方程式来求解溶解度常数KSP.

警示语

  • 这些术语尚无普遍接受的定义,但化学家同意大多数化合物。可以使用不同的溶解度表来描述有关溶解和未溶解分子比例显着的化合物的一些边际情况。
  • 一些较早的教科书给NH4OH再次作为可溶组合物。这是不正确的。少量NH4 可以观察到OH和OH离子,但不能分离形成化合物。