När en jonisk molekyl, som bordsalt, upplöses i vatten, separeras den i anjoner och katjoner. Anjoner är atomer eller molekyler som är negativt laddade eftersom de har en av fler extraelektroner. Katjoner är atomer eller molekyler som är positivt laddade eftersom de saknar en eller flera elektroner. Att beräkna koncentrationen av en jon som resulterar när en jonisk molekyl upplöses i vatten är inte svårt att göra så länge du vet molekylernas löslighetskonstant och koncentrationen av den motsatt laddade jonen.
Tänk på den joniska molekylen du studerar och bestäm hur den löser sig i vatten - vilka är de katjoner och anjoner som resulterar. Till exempel ger bly (II) fluorid, PbFl2, blykatjoner och fluorjoner. I allmänhet skrivs molekylformlerna för joniska molekyler med katjonen först.
Leta upp din löslighetsproduktkonstant för din molekyl. Löslighetsproduktkonstanten är en återspegling av hur grundligt den joniska molekylen upplöses i en 1 molar (M) -lösning. Den andra länken i referensavsnittet nedan innehåller löslighetskonstanter för många joniska molekyler. Därifrån ser vi att löslighetskonstanten för bly (II) fluorid är 1,1 x 10 ^ -7.
Skriv den allmänna ekvationen för konstantens löslighetsprodukt och fyll i detaljerna för molekylen du studerar. Löslighetsproduktkonstanten för en generisk jonisk molekyl AyBz är:
Löslighetskonstant = (koncentration av A) ^ y x (koncentration av B) ^ z
Om vi lägger till en mol PbFl2 i tillräckligt med vatten för att ge oss en total PbFl2-koncentration på 1 Molar (M), kommer vår ekvation att se ut så här:
1,1 x 10 ^ -7 = (Koncentration av Pb-katjon) ^ 1 x (Koncentration av Fl-anjon) ^ 2))
Lär dig koncentrationen av antingen katjonen eller anjonen att lösa för den andra. Du kan inte beräkna koncentrationen av en jon utan att känna till den andra. Problem i kemiböcker kommer alltid att ge en; på laboratoriet måste du mäta koncentrationen av en av jonerna med hjälp av titrering. Föreställ dig i vårt exempel att koncentrationen av fluoranjonen i lösning var 3,0 x 10 ^ -3 M.
Att lösa konstantekvationen för lösligheten för koncentrationen av Pb-katjon ger oss:
Koncentration av Pb-katjon = 1,1 x 10 ^ -7 / Koncentration av fl anjon
Att koppla i den kända koncentrationen av Fl-anjonen ger utbyten.
Koncentration av Pb-katjon = 1,1 x 10 ^ -7 / 1,0 x 10-3 = 1,1 x 10 ^ -10 M
Koncentrationen av blykatjon i en PbFl2-lösning med en fluoridjonkoncentration av 1,0 x 10 ^ -3M är 1,1 x 10 ^ -10 M.