Wanneer een ionisch molecuul, zoals keukenzout, oplost in water, scheidt het zich in anionen en kationen. Anionen zijn atomen of moleculen die negatief geladen zijn omdat ze een of meer extra elektronen hebben. Kationen zijn atomen of moleculen die positief geladen zijn omdat ze een of meerdere elektronen missen. Het berekenen van de concentratie van een ion die ontstaat wanneer een ionisch molecuul in water oplost, is niet moeilijk, zolang u de oplosbaarheid van de moleculen en de concentratie van het tegengestelde ion kent.
Overweeg het ionische molecuul dat je bestudeert en bepaal hoe het oplost in water - wat zijn de resulterende kationen en anionen. Lood (II) fluoride, PbFl2, levert bijvoorbeeld loodkationen en fluoranionen op. Over het algemeen worden de moleculaire formules van ionische moleculen eerst met het kation geschreven.
Zoek de oplosbaarheidsproductconstante van uw molecuul op. De oplosbaarheidsproductconstante is een weerspiegeling van hoe grondig het ionische molecuul oplost in een 1 molaire (M) oplossing. De tweede link in de sectie Referenties hieronder bevat de oplosbaarheidsconstanten voor veel ionische moleculen. Van daaruit zien we dat de oplosbaarheidsconstante voor lood (II) fluoride 1,1 x 10 ^ -7 is.
Schrijf de algemene vergelijking voor de oplosbaarheidsproductconstante en vul vervolgens de details in voor de molecule die je bestudeert. De oplosbaarheidsproductconstante voor een generisch ionisch molecuul AyBz is:
Oplosbaarheid Constant = (concentratie van A) ^ y x (concentratie van B) ^ z
Als we één mol PbFl2 toevoegen aan voldoende water om ons een totale PbFl2-concentratie van 1 molair (M) te geven, ziet onze vergelijking er als volgt uit:
1.1 x 10 ^ -7 = (concentratie van Pb-kation) ^ 1 x (concentratie van Fl anion) ^ 2))
Leer de concentratie van het kation of het anion om op te lossen voor de ander. Je kunt de concentratie van het ene ion niet berekenen zonder het andere te kennen. Problemen in scheikundeboeken zullen er altijd een geven; in het laboratorium zou je de concentratie van een van de ionen moeten meten met behulp van titratie. Stel je in ons voorbeeld voor dat de concentratie van het fluoranion in oplossing 3,0 x 10 ^ -3 M was.
Het oplossen van de oplosbaarheid constante vergelijking voor de concentratie van Pb-kation geeft ons:
Concentratie van Pb-kation = 1,1 x 10 ^ -7 / Concentratie van Fl anion
Het inpluggen van de bekende concentratie van het Fl anion-rendement.
Concentratie van Pb-kation = 1,1 x 10 ^ -7 / 1,0 x 10-3 = 1,1 x 10 ^ -10 M
De concentratie loodkation in een PbFl2-oplossing met een fluoride-anionconcentratie van 1,0 x 10 ^ -3 M is 1,1 x 10 ^ -10 M.