确定溶解度的方法

作者: Randy Alexander
创建日期: 25 四月 2021
更新日期: 26 六月 2024
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初中科学 二上3 水的溶解性 mindmap
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内容

在化学上,溶解度用于描述固体化合物完全溶解在液体中而不会留下任何不溶残留物时的性质。仅离子化合物(带电)可溶。实际上,您只需要记住一些原理或查阅文献即可知道离子化合物添加到水中是否会保持固体或大量溶解。实际上,即使您看不到任何变化,一定数量的分子也会溶解,因此要使实验准确,您必须知道如何计算此溶质量。

脚步

方法2之1:使用快速规则

  1. 了解离子化合物。 每个原子通常都有一定数量的电子,但是有时它会吸收或释放电子。这个过程使它成为一个 离子 带电。当带有负电荷(一个电子过量)的离子遇到带有正电荷(缺少电子)的离子时,它们将像两个磁体的阴极和阳极一样键合在一起。结果形成离子化合物。
    • 离子带有负电荷,称为 阴离子,并且离子具有正电荷,称为 阳离子.
    • 通常,原子中的电子数等于质子数,因此它不带电荷。

  2. 了解溶解度。 水分子(H2O)具有不规则结构,因此类似于磁铁:一端带正电,另一端带负电。当您将离子化合物放入水中时,这些水“磁铁”会聚集在其周围,试图将正离子和负离子拉开。
    • 一些离子化合物不是很紧密地吸收,它们被认为是 易溶 因为加到水中会分离和溶解。其他化合物具有更强的结合力 不溶 因为离子相互吸引,而与水分子的吸引无关。
    • 一些化合物的结合力等于水分子的吸引力。他们被认为 微溶 因为大多数化合物将被分离,但其余化合物仍将相互吸引。

  3. 了解溶出原理。 因为原子之间的相互作用是如此复杂,所以您不能完全依靠直觉来区分哪些化合物可以或不能。在下面列表中的化合物中查找第一个离子的通用特性,然后检查是否有异常,以确保第二个离子不会与其发生异常相互作用。
    • 例如,检查氯化锶(SrCl2),请在下面的粗体步骤中查找Sr或Cl。 Cl是“通常可溶的”,因此请检查其下的异常。 Sr不在例外列表中,因此SrCl2 必须是可溶的。
    • 每个规则的最常见例外都写在规则下方。还有其他例外,但在正常化学过程或实验室时间内不太可能发生。

  4. 当化合物包含碱金属(例如Li,Na,K,Rb和Cs)时,它们是可溶的。 这些金属也称为IA组元素:锂,钠,钾,id和铯。含有这些离子之一的几乎所有化合物都是可溶的。
    • 例外:3PO4 不解。
  5. 没有化​​合物3, C2H3Ø2,否23 和ClO4 都是可溶的。 与上述离子相对应的名称是硝酸根,乙酸根,亚硝酸根,氯酸根和高氯酸根。注意,乙酸盐通常缩写为OAc。
    • 例外: 银(OAc)(醋酸银)和汞(OAc)2 (乙酸汞)不溶。
    • 硝酸银2 和氯化钾4 只有“微融化”。
  6. 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,称为卤素盐。
    • 例外: 如果上述任何离子与银离子Ag,汞Hg结合2,或铅铅,将形成不溶性化合物。当与铜Cu和塔利T1结合时形成的较不常见的化合物也是如此。
  7. 含SO的化合物4 通常可溶。 硫酸根离子通常形成可溶性化合物,但是有许多例外。
    • 例外: 硫酸根离子与以下离子形成不溶性化合物:锶锶,钡钡,铅Pb,银Ag,钙Ca,镭Ra和银的银原子2。请注意,硫酸银和硫酸钙仅适度溶解,因此有人认为它们微溶。
  8. 含有OH或S的物质是不溶的。 这些离子的相应名称是氢氧化物和硫化物。
    • 例外: 您还记得碱金属(I-A组)以及它们如何形成可溶化合物吗? Li,Na,K,Rb和Cs均形成可与氢氧根或硫离子溶解的化合物。此外,氢氧化物形成的盐可与碱土金属离子(II-A组)溶解:钙Ca,锶Sr和钡Ba。注意:由氢氧化物和碱土金属制成的化合物实际上具有大量保持结合在一起的分子,因此有时将它们视为“微溶”的。
  9. 含CO化合物3 或PO4 不解。 最后检查一次碳酸根和磷酸根离子,您将看到化合物是否可溶。
    • 例外: 这些离子形成可与碱金属(例如Li,Na,K,Rb和Cs)以及铵离子NH溶解的化合物4.
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方法2之2:根据常数K计算溶解度SP

  1. 查溶度积常数KSP. 每个化合物的此常数都不同,因此您应该在教科书中或在线上的图形上查找它。由于这些值是通过实验确定的,并且在各图之间可能会有很大差异,因此最好使用教科书的图。除非另有说明,否则大多数地块均假设测试温度为25ºC。
    • 例如,假设您要用公式PbI溶解碘化铅2,写出它的溶解度乘积常数。如果您参考bilbo.chm.uri.edu上的图形,则可以使用常数7,1×10。
  2. 写一个化学方程式。 首先,确定该化合物溶解后的离子分离模式。然后用K写方程SP 一侧是组分离子,另一侧是组分离子。
    • 例如,PbI分子2 分解成离子Pb,I和I。(您只需要知道或检查离子的电荷,因为所有化合物始终是电中性的)。
    • 写出等式7,1×10 =
    • 该方程式是溶解度常数,您可以在溶解度图中找到2个离子。由于有2个l-离子,所以l-必须是二次离子。
  3. 转换方程式以使用变量。 使用已知的有关分子和离子数的信息,使用常规代数方法重写方程式。将x设置为等于要溶解的化合物的质量,然后重写方程式,其中x代表每个离子的数目。
    • 在此示例中,我们需要重写公式7,1×10 =
    • 由于化合物中只有一个铅离子(Pb),因此溶解的分子数等于游离铅离子的数。因此,我们可以将其设置为x。
    • 由于每个铅离子都有两个碘离子(I),因此我们将碘原子数设置为等于2x。
    • 现在方程变为7.1×10 =(x)(2x)
  4. 考虑到常见离子(如果有)。 如果要将化合物溶解在蒸馏水中,请跳过此步骤。如果将化合物溶解在已经具有一个或多个组成离子(“公共离子”)的溶液中,则化合物的溶解度将大大降低。普通离子对几乎不溶的化合物的影响最为明显,在这种情况下,您可以假定处于平衡状态的大多数离子是以前在溶液中的离子。重写方程式以计算溶液中已经存在的离子的摩尔浓度(摩尔每升或M),然后将该值替换为用于该离子的变量x。
    • 例如,如果碘化铅化合物溶解在0.2M氯化铅(PbCl)溶液中2),我们将等式改写为7.1×10 =(0.2M + x)(2x)。由于0.2M的浓度高于x,因此我们可以将其重写为7.1×10 =(0.2M)(2x)。
  5. 解方程。 求解x,您将看到化合物的溶解度。在溶解度常数的定义中,您必须按照每升水中溶解的化合物的摩尔数来写答案。您可能必须使用计算机来找到最终答案。
    • 以下示例是在不含任何常见离子的蒸馏水中的溶解度。
    • 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。这是非常小的质量,因此该化合物几乎不溶。
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你需要什么

  • 化合物(K的溶解度乘积常数表SP)

忠告

  • 如果您有关于溶解的化合物量的实验数据,则可以使用相同的方程式求解溶解度常数K。SP.

警告

  • 这些术语的定义尚无共识,但化学家对大多数化合物表示同意。许多特殊的化合物,其中可溶和不可溶的分子都构成重要的组成部分,每种都有不同的描述。
  • 一些旧的教科书中有NH4OH是可溶的化合物。这不是真的;检测到少量的NH离子4 和OH,但是这两个离子不能结合成化合物。