드물게 용해 된 소금이 물에 소개 될 때, 소금의 작은 부분만이 물에 용해되어 용액을 형성합니다. 드물게 가용성 염과 물에 용해 된 이온 사이의 평형은 용해도 생성물 KSP에 의해 결정됩니다.
우리는 수용액에서 이온 성 화합물 용해 및 침전 반응을 모델링하기위한 정량적 방법을 만들어 복잡한 이온의 생산과 관련된 용해도 및 복잡한 평형에 대한 연구를 시작합니다. 우리는 평형 상수 발현을 사용하여 산 - 염기 평형과 마찬가지로 이온 고체와 평형에서 이온의 농도를 나타내는 것입니다.
. 용해도 제품 (KSP )
용해도 생성물 상수는 고체 물질을 수용액에 용해시키기위한 평형 상수이다. 기호 ksp는 그것을 나타내는 데 사용됩니다.
용해도 제품은 값이 온도에 따라 변하는 평형 상수입니다. 용해도가 증가함에 따라 KSP는 일반적으로 온도가 상승함에 따라 상승합니다.
용액으로 불리는 물질의 능력은 용매에 용해되고 용액을 생성하는 능력은 용해도로 정의됩니다. 이온 성 화학 물질 (양이온 및 음이온을 형성하기 위해 분리)은 물에 광범위한 용해도를 갖는다. 일부 물질은 매우 가용성이며 공기에서 수분을 흡수 할 수도 있지만 다른 물질은 매우 불용성입니다.
25 ° C에서 선택된 이온 물질에 대한 용해도 제품은 다음과 같습니다. -
용해도 제품의 중요성
용해도는 여러 가지 요인에 의해 결정되는데, 그 중 가장 중요한 것은 용액에서 이온의 솔트의 격자 엔탈피와 용매 엔탈피입니다.
용해도 제품 상수 KSP
대부분의 소금은 용해 될 때 이온으로 분리됩니다.
예를 들면 :-
BASO4 (S) (BA2+(aq)+SO42- (aq)
평형 시스템은 질량 행동 발현에 의해 설명 될 수 있습니다
- 소금이 용매에 용해 될 때, 이온과 용매 사이의 상호 작용 (이온의 격자 엔탈피)에 의해 용질의 강력한 힘을 반대해야합니다.
- 이온의 용 매화 엔탈피는 항상 부정적이며, 이는 과정에서 에너지가 방출됨을 나타냅니다.
- 용 매화 엔탈피 또는 용매 중에 방출 된 에너지의 양은 용매의 조성에 의해 결정됩니다.
- 비극성 용매는 용 매화 엔탈피가 낮으며,이 에너지는 격자 엔탈피를 극복하기에 부적절하다는 것을 암시합니다.
결과적으로 - 비극성 용매는 소금을 용해시키지 않습니다. 결과적으로 소금의 용 매화 엔탈피는 용매에 녹기 위해서는 격자 엔탈피보다 커야합니다.
- 온도는 용해도에 영향을 미치며 소금에 따라 다릅니다.
아래 표에서 소금은 용해도에 따라 분류됩니다.
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카테고리 I
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가용성
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용해도> 0.1m
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카테고리 II
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약간 가용성
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0.01m <용해도 <0.1m
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카테고리 III
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드물게 가용성
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용해도 <0.1m
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용해도 제품 상수
바륨 황산염과 포화 된 수용액이 있다고 가정하십시오. 용해되지 않은 고체와 이온 사이의 평형은 다음 방정식으로 표시됩니다.
Waterba2+(aq)+SO4- (aq)
에서의 Baso4 ⇌ 손광 용액
위의 예에서, 평형 상수는 다음과 같습니다.
k =[ba2+] [so4 -] [baso4]
순수한 고체 물질의 농도는 일정하게 유지되므로
라고 말할 수 있습니다.
KSP는 K
과 같습니다
ksp =k [baso4] =[ba2+] [so4 -]
용해도 제품 상수 인 KSP는 여기에 사용됩니다. 이것은 또한 고체 황산염이 포화 용액과 평형 상태에있을 때, 바륨 및 황산염 이온 농도의 생성물은 용해도 생성물이 일정하다는 것을 의미합니다.
. 이온 제품 (Q)
용액에서 이온의 농도의 생성물은 용해도 생성물 진술에서와 동일한 전력으로 일으킨다. 이전에 기체 평형에 대해 설명한 반응 지수 (Q)와 유사합니다. 이온 생성물은 반드시 평형 농도가 아닌 농도를 나타내는 반면, KSP는 평형 농도를 설명합니다.
기체 평형의 경우, 이온 제품 Q는 반응 지수 Q와 비슷합니다.
이온 물질의 수용액은 세 가지 다른 조건을 가질 수 있습니다.
Q와 KSP는 관계가 있습니다. Q가 KSP보다 작 으면 솔루션이 불포화되고 시스템이 평형 (Q =KSP)에 도달 할 때까지 추가 고체가 용해됩니다. Q가 KSP를 초과하면 솔루션이 과포화되고 Q가 KSP와 동일 할 때까지 고체가 형성됩니다. q =ksp 일 때, 용해 속도는 침전 속도와 동일합니다. 용액은 포화되어 있으며 용해 된 물질의 양에는 순 변화가 없습니다.
이온 제품의 값을 계산하고이를 용해도 제품의 크기와 비교하는 것은 용액이 불포화, 포화 또는 과포화 여부를 파악하는 간단한 기술입니다. 더 중요한 것은 두 개의 가용성 염 용액이 결합 될 때, 이온 제품은 과학자들에게 침전물이 형성 될지 알려줍니다.
공통 이온 효과 및 용해도
용해도 생성물 발현에 따라 양이온 및 음이온의 평형 농도는 반비례합니다. 즉, 음이온 농도가 상승함에 따라 강수량에 필요한 최대 양이온 농도는 하락하고 그 반대로 KSP는 일정하게 유지됩니다. 결과적으로, 이온 성 화합물의 용해도는 동일한 이온을 갖는 다른 염의 양에 의해 결정된다. 용해도 평형은 공통 양이온 또는 음이온이 추가 될 때 Le Chatelier의 원리로 표시된 방향으로 이동됩니다.
결론
용해도 생성물 (KSP)은 용액에서 평형 이온 농도를 계산하는 데 사용되는 반면, 이온 생성물 (Q)은 항상 평형이 아닌 농도를 특성화하는 데 사용됩니다. 용해 반응을위한 평형 상수 인 용해도 생성물 (KSP)은 화합물의 용해도의 척도입니다. KSP는 성분 이온의 몰 농도 측면에서 설명되는 반면, 용해도는 일반적으로 100ml의 용매 당 용질 질량으로 표현된다. 반면에 이온 생성물 (Q)은 반드시 평형이 아닌 농도를 설명합니다. 두 개의 가용성 염 용액이 혼합되면 Q와 KSP를 비교하여 침전물이 발생하는지 여부를 결정할 수 있습니다. 드물게 가용성 소금의 용액에서 공통 양이온 또는 공통 음이온을 첨가하면 Le Chatelier의 원리에 의해 예상되는 방향의 용해도 평형에 영향을 미칩니다. 공통 이온이 존재하면 소금의 용해도는 거의 항상 감소합니다.
