K s = SOUČIN ROZPUSTNOSTI

Rozpustnost
1
Rozpustnost s
• Rozpouštění = opakem krystalizace
• Veličina udávající hmotnost rozpuštěné
látky v daném objemu popř. v hmotnosti
nasyceného roztoku.
• NASYCENÝ
= při určité t a p se již více látky
nerozpustí
• NENASYCENÝ = lze ještě rozpustit další množství
látky při dané t a p
2
Rozpustnost s
• v g na 100 g rozpouštědla
• v g na 100 ml rozpouštědla
• ROZPOUŠTĚNÍ = vzájemné
(interakce) částic rozpuštěné
rozpouštědla
působení
látky a
• ROZPUSNOST LÁTEK - rozdílná
3
Rozpustnost s
• ZÁVISÍ na:
• 1) povaze rozpouštěné látky
• 2) druhu rozpouštědla
• 3) na teplotě
• 4) u plynů na tlaku
• 5) přítomnosti dalších látek v roztoku
4
Rozpustnost s
• 1) (s) pevné látky:
• Roste t
,
roste i s (s)
• 2) (g) plyny:
• Roste t
• Roste p
,
klesá i s (g)
, roste i s (g)
5
Rozpustnost s
• PRAVIDLO: (přibližný odhad)
• „Podobné se rozpouští v podobném“
• POLÁRNÍ (H2O) rozpustí NaCl (polární-iontová látka)
• NEPOLÁRNÍ (benzen) rozpustí naftalen (nepolární)
6
Rozpustnost s
• Minerály (povrchové)
• = nerozpustné ve vodě
• Př) vápenec CaCO3
7
Rozpustnost s
•
•
•
•
•
•
Rozpouštědla :
voda (polární)
alkohol (polární)
aceton (polární)
benzen (nepolární)
toluen (nepolární)
8
Rozpustnost s
• Pomocí s vypočítáme
• Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Ks - v tabulkách
s verzus Ks
pKs= - log Ks
- rozdílné věci , neplést !!!
Př1) Vypočítej součin rozpustnosti PbS, je-li
rozpustnost této látky 1,84 . 10-14 mol*dm-3
9
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Postup odvození:
1) Napsat a vyčíslit rovnici:
a PbS ↔ b Pb2+
+ c S2-
2) ze vztahu pro rovnovážné konstanty:
K =
[Pb2+]b * [S2-]c
[PbS]a
K = rovnovážná konstanta
a, b, c, =
stechiometrické
koeficienty
[PbS] konc. rozpuštěného PbS nad jeho sraženinou (v
nasyc. roztoku)
Vlastnost látky = neměnná (konst)
10
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Postup odvození:
3) Převedeme konc. PbS na levou stranu:
[PbS] * K =
a
[PbS]
je konst *
K
[Pb2+]b * [S2-]c
je konst.
⇒
Součin je konstantní
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
4) Napíšeme součin rozpustnosti:
2+]b * [S2-]c
[Pb
Ks =
11
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Postup odvození:
5) Rozpustnost dané látky (PbS):
s = [PbS]
⇒
lze vypočítat z Ks
6) Z rovnice viz 1:
z 1 molu PbS vzniká 1 mol Pb2+
[PbS] = 1/b *[Pb2+]
7) Z rovnice viz 1:
z 1 molu PbS vzniká 1 mol
S2-
[PbS] = 1/b*[Pb2+]
[PbS] = 1/c * [S2-]
= 1/c *[S2-] = s
12
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Postup odvození:
8) Vyjádřit si koncentraci produktů pomocí s:
s = 1/b *[Pb2+]
⇒
[Pb2+] = b * s
s = 1/c* [S2-]
⇒
[S2-] = c * s
9) Dosadit do vztahu pro Ks:
2+]b * [S2-] c
[Pb
Ks =
Vztah pro
b * (c* s)c
(b
*s)
Ks =
výpočet
2
rozpustnosti ze
s
Ks =
součinu
rozpustnosti
13
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Postup odvození:
2
s
Ks =
Ks = (1,84 . 10-14)2
Ks = 3,39 . 10-28
pKs = -log Ks
mol2 * l-2
(mol2 * dm-6)
pKs = -log 3,39 . 10-28
pKs = -(-27,47)
Odpověď:
Součin rozpustnosti PbS je 3,39 . 10-28 mol2 * l-2
, je-li rozpustnost látky 1,84 . 10-14 mol*dm-3
14
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Obecně:
součin rozpustnosti Ks je dán:
součinem rovnovážných konc. iontů
v
nad sraženinou,
umocněných na stechiometrické
koeficienty
dané chemické reakce.
15
Př2) Vypočítej součin rozpustnosti Ag2S,
je-li rozpustnost 2,51 .10-17mol/l
1) Napsat a vyčíslit rovnici:
a Ag2S ↔ 2 Ag+
+ c S2-
2) ze vztahu pro rovnovážné konstanty:
K =
[Ag+]2 * [S2-]c
[Ag2S]a
K = rovnovážná konstanta
a, b, c, =
stechiometrické
koeficienty
[Ag2S] konc. rozpuštěného Ag2S nad jeho sraženinou
(v nasyc. roztoku)
Vlastnost látky = neměnná (konst)
16
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Postup odvození:
3) Převedeme konc. Ag2S na levou stranu:
[Ag+]2 * [S2-]c
[Ag2S] K =
*
[Ag2S] je konst K je konst.
a
⇒
Součin je konstantní
*
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
4) Napíšeme součin rozpustnosti
+]2 * [S2-]c
[Ag
Ks =
17
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Postup odvození:
5) Rozpustnost dané látky (Ag2S):
s = [Ag2S]
⇒
lze vypočítat z Ks
6) Z rovnice viz 1:
z 1 molu Ag2S vznikají 2 moly Ag+
[Ag2S] = 1/2 *[Ag+]
7) Z rovnice viz 1:
z 1 molu Ag2S vzniká 1 mol
S2-
[Ag2S] = 1/2*[Ag+]
[Ag2S] = 1/c * [S2-]
= 1/c *[S2-] = s
18
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Postup odvození:
8) Vyjádřit si koncentraci produktů pomocí s:
s = 1/2 *[Ag+]
⇒
[Ag+] = 2 * s
s = 1/c* [S2-]
⇒
[S2-] = c * s
9) Dosadit do vztahu pro Ks:
+]2 * [S2-] c
[Ag
Ks =
2 * (c* s)c
(2
*s)
K =
s
Ks = (2* s )2 * s
Ks = 4 s3
19
Ks = SOUČIN ROZPUSTNOSTI
Postup odvození:
Ks = (2* s2 ) * s
Ks = (2 * 2,51 . 10-17)2 * 2,51 . 10-17)2
Ks = (5,02 . 10-17)2 * 2,51 . 10-17)2
Ks = 6,33 . 10-50 mol3 * dm-9
pKs = -log Ks
pKs = -log 6,33 . 10-50
pKs = -(-49,20)
Odpověď:
Součin rozpustnosti Ag2S je 6,33 . 10-50, jeli rozpustnost látky 2,51 . 10-17 mol*dm-3
20
Př3) Součin rozpustnosti AgBr je 4,90 . 10-13
Vypočítejte jeho rozpustnost v mol/l.
Ks = s2
s2 =
4,90 . 10-13
S = √ 4,90 . 10-13
S = 7 * 10-7 mol/l
21
Př4) Součin rozpustnosti Ca(OH)2 je 6,4 . 10-6
Vypočítejte jeho rozpustnost v mol/l.
1) a CaOH2 ↔ 2 OH-
+ c Ca2+
2+]c * [OH-]2
[Ca
2) Ks =
3) s = [CaOH2] [CaOH2 ] = 1/2 *[OH-]
[CaOH2 ] = 1/c *[Ca2+]
4) s = 1/c* [Ca2+]
[Ca2+] = c * s
s = 1/2* [OH-]
[OH-] = 2 * s
22
Př4) Součin rozpustnosti Ca(OH)2 je 6,4 . 10-6
Vypočítejte jeho rozpustnost v mol/l.
1) a CaOH2 ↔ 2 OH-
+ c Ca2+
2+]c * [OH-]2
[Ca
5) Ks =
Ks = s * 2s2
Ks = 4 s3
(6,4 . 10-6) = 4s3
s = 1,17. 10-2 mol * dm-3
23
Př5) Rozhodněte, které z uvedených látek je
nejméně rozpustná?
a) Ks (AgBr) = 4,9 . 10-13
b) Ks (AgI) = 8,21 . 10-17
c) Ks (AgCl) = 1,78 . 10-10
Nejméně rozpustná sloučenina bude
ta, která má Ks nejmenší hodnotu !!!
24
Př6) Rozhodněte, které z uvedených látek je
nejméně rozpustná?
a) Ks (AgI) = 8,31 . 10-17
b) Ks (BaSO4) = 1,08 . 10-10
c) Ks (PbS) = 3,4 . 10-28
Nejméně rozpustná sloučenina bude
ta, která má Ks nejmenší hodnotu !!!
25