溶解度積定数からの溶解度
-目標は、水酸化銅IIの溶解度を計算することです。溶解度積定数KSPが与えられます。これは、摂氏25度で負の20に対して10の2.2倍に等しいので、最初にこの問題を概念化しましょう。青色の水酸化銅IIがあるとしましょう。したがって、水酸化銅IIと、固体の水酸化銅IIを水を入れたビーカーに入れます。これは難溶性のイオン性化合物です。したがって、ビーカーに入れたものすべてが溶解するわけではありません。これのごく一部だけが溶解するとしましょう。ここで消しゴムを取り、上部の固体を少し取り除いて、少量がイオンに変わるとしましょう。では、溶液中にどのようなイオンが含まれるでしょうか?銅IIは、溶液中に銅IIとイオンがあることを示しているため、CU 2プラスと、溶液OHマイナスの水酸化物イオンもあります。したがって、溶液2にいくつかの水酸化があります。最終的には平衡に達しますか?したがって、溶解速度が沈殿速度に等しい溶解平衡になります。それでは、先に進んでそれを書き出しましょう。水酸化銅IIの化学式は何ですか?ここで電荷を交差させるこの簡単な小さなトリックを使用して、OH括弧と2つが括弧で囲まれた化学式isCUを理解できます。これが固体であり、イオンもあります。したがって、CU 2プラスまたは溶液中のイオン、溶液中の水酸化物、OHマイナスもあります。これをバランスさせる必要があるので、水酸化物の前に2つ必要であり、ここにある他のすべてのものは1つになります。さて、アイステーブルを設定しましょう。これで、初期濃度、変化、そして最終的に平衡状態の濃度が得られます。そのかなり前に、少量の水酸化銅IIが溶解するので、以前に消去した少量は溶解しませんでした。」溶液中のイオンの濃度については何でもあります。つまり、これがイオンの初期濃度であり、ゼロです。ここで、溶解した固体である少量の水酸化銅IIについて考えてみましょう。さて、xは溶解する水酸化銅IIの濃度に等しいとしましょう。したがって、「x」と言う酸化銅IIの濃度が失われます。溶解する水酸化銅II1モルごとのモル比を見てください。溶液中に銅IIプラスイオン1モルが得られます。したがって、失うために、「水酸化銅IIの濃度に対してxを失う」場合、溶液中の銅IIとイオンの濃度に対してxを得ることになります。また、水酸化物イオンの場合、溶解する水酸化銅IIの1モルごとに、2モルの水酸化物イオンが得られます。 xの代わりに2倍になります。水酸化物イオンの濃度が2倍になります。したがって、平衡状態では、イオンの平衡濃度は、銅IIプラスの場合はx、水酸化物の場合は2xになります。さて、平衡式を書いてみましょう。KSPは等しいので、製品を見て、CU 2プラスがあり、CU 2プラスの濃度を入れて、係数の累乗に濃度を上げます。係数は1です。これを1乗します。次に、他の積は水酸化物イオンになるので、OHを引いて、その濃度を係数の累乗(この場合は2)に上げます。したがって、ここでもう一度、この純粋な固体を平衡式から外します。KSPにプラグインします。溶解度積定数は、2.2 x 10から負の20になります。それでは、プラグインします。これは、負の20に対して10の2.2倍に等しく、これは、xである平衡状態での銅IIとイオンの濃度に等しくなります。つまり、これはxの1乗に、平衡状態の水酸化イオンの濃度を2乗したものです。したがって、これは2倍になり、ここで2乗する必要があります。そして、これは一部の学生が少し混乱するところです。なぜなら、彼らがよく言うなら、あなたは「ここで集中力を倍増し、それからあなたはそれを二乗している」とあなたはちょっと同じことを二度好きではないのですか?この2倍は、モル比によるものです。これは、平衡式で行うことであるため、係数の累乗になります。さて、これらは2つの異なることなので、「同じことを2回行うことはありません。さて、右側で代数を行うと、x x 4xの2乗になります。つまり、4xcubedに等しく、これは2.2倍になります。 10を負の20に除算する必要があります。したがって、2.2 x 10を負の20に4で除算する必要があります。そうすれば、頭や電卓で、2.2 x10を負の20に除算できます。 。それを4で割ると、マイナス21の10の5.5倍になります。したがって、5.5×10から負の21日はxの3乗に等しくなります。 xを解くには、5の立方根を取る必要があります。5 x 10から負の21になりますが、残念ながら、この電卓では「ほとんどの電卓よりも少しトリッキーです。ほとんどの電卓では、非常に簡単で、非常に簡単です。それでは、立方根を取る方法を紹介します。このTI-85の何かをここに入れます。立方根を取りますので、ここに3つ入れます。次に、これを見つける1つの方法は、2番目のカタログに移動し、表示されるまでここを上に移動することです。象徴。わかりました。まだ表示されていません。-あります。必要な記号があります。立方根を取得しようとしています。10の5.5倍を負の21に設定すると、次のようになります。に等しい立方根は、先に進み、それを1.8 x 10から負の7に丸めます。したがって、これはに等しく、xは1.8 x 10から負の7に等しく、これが濃度になります。 、これはモル濃度であり、これは平衡状態での銅IIプラスの濃度であり、右、ここに戻りましょう。したがって、xは、平衡状態での銅IIプラスの濃度に等しく、また、水酸化銅IIのモル溶解度に等しいことに注意してください。これは、溶解した銅II水酸化銅の量xです。そこで、水酸化銅IIのモル溶解度を求めました。私たちの質問は溶解度を私たちに尋ねたので、多分それらはモル溶解度を意味し、その場合は私たちが完了したか、あるいはグラム/リットルでの溶解度を意味したのかもしれません。したがって、これはに等しく、これはモル溶解度に等しい。これはモル溶解度であり、リットルを超えるモル数です。リットル以上のグラムが必要な場合はどうなりますか?了解しました。水酸化銅IIのモル質量が必要です。さて、あなたはあなたの周期表でそれを調べることができるように。したがって、水酸化銅IIのモル質量は1モルあたり97.57グラムです。したがって、ここでのモル溶解度の答えは、1リットルあたりのモル数になります。したがって、1リットルあたりのグラム数で溶解性を求めている場合は、単位を見て、何をしなければならないかを見てみましょう。リットルに対して10から負の7モルの1.8倍があります。モル質量を見ると、リットルを超えるグラムを取得したい場合は、モル質量の単位がモルを超えるグラムであるため、モル溶解度にモル質量を掛けるだけです。そして、乗算すると、分子はキャンセルされます。そうすると、最終的にはリットルを超えるグラムになります。それでは、ここで計算を行ってみましょう。つまり、これを10の1.8 x 10から負の7に丸め、モル溶解度を1リットルあたりのグラム数で計算して、これに水酸化銅IIのモル質量である97.57を掛けると、次のようになります。これを1.8x 10から負の5に丸めます。これは1.8x 10から負の5に等しく、これは1リットルを超えるグラムになります。これが溶解度です。1リットルの溶液では1.8 x10しか溶解できません。マイナス5グラムになります。したがって、水酸化銅IIはまったく溶解しません。溶解度積定数KSPが与えられた場合、溶解度を計算する方法です。