เนื้อหา

• ขั้นตอน
• สิ่งที่คุณต้องการ
• คำแนะนำ
• คำเตือน

ในทางเคมีความสามารถในการละลายใช้เพื่ออธิบายคุณสมบัติของสารประกอบของแข็งเมื่อละลายในของเหลวได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่เหลือสิ่งตกค้างที่ไม่ละลายน้ำ เฉพาะสารประกอบไอออนิก (มีประจุ) เท่านั้นที่ละลายได้ ในความเป็นจริงคุณต้องจำหลักการเพียงไม่กี่อย่างหรือค้นหาวรรณกรรมเพื่อดูว่าสารประกอบไอออนิกจะยังคงเป็นของแข็งเมื่อเติมลงในน้ำหรือหากมีการละลายในปริมาณมาก ที่จริงแล้วโมเลกุลจำนวนหนึ่งจะสลายไปแม้ว่าคุณจะไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ก็ตามดังนั้นเพื่อให้การทดลองถูกต้องคุณต้องรู้วิธีคำนวณจำนวนตัวถูกละลายนี้

ขั้นตอน

วิธีที่ 1 จาก 2: ใช้กฎด่วน

1. 

   เรียนรู้เกี่ยวกับสารประกอบไอออนิก แต่ละอะตอมมักจะมีอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่ง แต่บางครั้งมันก็ได้รับหรือให้อิเล็กตรอนออกไป กระบวนการนี้ทำให้เป็นหนึ่งเดียว ไอออน เรียกเก็บเงิน. เมื่อไอออนที่มีประจุลบ (อิเล็กตรอนเกินหนึ่งตัว) พบกับไอออนที่มีประจุบวก (ไม่มีอิเล็กตรอน) พวกมันจะยึดติดกันเช่นแคโทดและขั้วบวกของแม่เหล็กสองตัว ผลลัพธ์จะสร้างสารประกอบไอออนิก
   • ไอออนมีประจุลบเรียกว่า แอนไอออนและไอออนมีประจุบวกเรียกว่า ไอออนบวก.
   • โดยปกติจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมจะเท่ากับจำนวนโปรตอนดังนั้นจึงไม่มีประจุ

2. 

   
   
   เข้าใจความสามารถในการละลาย โมเลกุลของน้ำ (H₂O) มีโครงสร้างที่ผิดปกติจึงมีลักษณะคล้ายแม่เหล็กปลายด้านหนึ่งมีประจุบวกและอีกด้านหนึ่งมีประจุลบ เมื่อคุณใส่สารประกอบไอออนิกลงในน้ำ "แม่เหล็ก" ของน้ำเหล่านี้จะรวมตัวกันโดยพยายามดึงไอออนบวกและลบออกจากกัน
   • สารประกอบไอออนิกบางชนิดดูดซึมได้ไม่แน่นนัก ละลายน้ำได้ เพราะจะแตกตัวและละลายเมื่อเติมน้ำ. สารประกอบอื่น ๆ มีพันธะที่แข็งแรงกว่า ไม่ละลายน้ำ เนื่องจากไอออนถูกดึงดูดเข้าหากันโดยไม่คำนึงถึงแรงดึงดูดของโมเลกุลของน้ำ
   • สารประกอบบางชนิดมีแรงยึดเหนี่ยวเทียบเท่ากับแรงดึงดูดของโมเลกุลของน้ำ ถือว่าเป็น ละลายได้เล็กน้อย เนื่องจากสารประกอบส่วนใหญ่จะถูกแยกออก แต่ส่วนที่เหลือจะยังคงดึงดูดซึ่งกันและกัน

3. 

   
   
   เข้าใจหลักการสลายตัว. เนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมมีความซับซ้อนคุณจึงไม่สามารถพึ่งพาสัญชาตญาณทั้งหมดเพื่อแยกแยะว่าสารประกอบใดทำได้หรือไม่ได้ ค้นหาไอออนแรกในสารประกอบในรายการด้านล่างสำหรับคุณสมบัติทั่วไปจากนั้นตรวจสอบข้อยกเว้นเพื่อให้แน่ใจว่าไอออนตัวที่สองไม่ทำปฏิกิริยากับมันอย่างผิดปกติ
   • ตัวอย่างเช่นในการตรวจสอบสตรอนเทียมคลอไรด์ (SrCl₂) โปรดมองหา Sr หรือ Cl ในขั้นตอนตัวหนาด้านล่าง Cl "มักจะละลายได้" ดังนั้นโปรดตรวจสอบข้อยกเว้นด้านล่าง Sr ไม่อยู่ในรายการข้อยกเว้นดังนั้น SrCl₂ ต้องละลายได้
   • ข้อยกเว้นที่พบบ่อยที่สุดสำหรับแต่ละกฎจะเขียนไว้ด้านล่างของกฎ มีข้อยกเว้นอื่น ๆ แต่สิ่งเหล่านี้ไม่น่าจะเกิดขึ้นในช่วงเคมีปกติหรือในห้องปฏิบัติการ

4. 

   
   
   สารประกอบจะละลายได้เมื่อมีโลหะอัลคาไลเช่น Li, Na, K, Rb และ Cs โลหะเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าองค์ประกอบ Group IA: ลิเธียมโซเดียมโพแทสเซียมรูบิเดียมและซีเซียม สารประกอบเกือบทั้งหมดที่มีไอออนเหล่านี้ละลายน้ำได้
   • ข้อยกเว้น: หลี่₃ป ณ₄ มั่นคง.

5. 

   ไม่มีสารประกอบ₃, ค₂ซ₃โอ₂, NO₂, ClO₃ และ ClO₄ ละลายได้ทั้งหมด ชื่อที่สอดคล้องกับไอออนข้างต้น ได้แก่ ไนเตรตอะซิเตทไนไตรต์คลอเรตและเปอร์คลอเรต โปรดทราบว่าอะซิเตตมักถูกย่อว่า OAc
   • ข้อยกเว้น: Ag (OAc) (อะซิเตทสีเงิน) และ Hg (OAc)₂ (ปรอทอะซิเตท) ไม่ละลายน้ำ
   • AgNO₂ และ KClO₄ "ละลายเล็กน้อย" เท่านั้น.

6. 

   สารประกอบของ Cl, Br และ I มักละลายน้ำได้ คลอไรด์โบรไมด์และไอโอไดด์ไอออนมักจะสร้างสารประกอบที่ละลายน้ำได้เรียกว่าเกลือฮาโลเจน
   • ข้อยกเว้น: หากไอออนใด ๆ ข้างต้นรวมกับไอออนเงิน Ag ปรอท Hg₂หรือตะกั่ว Pb จะเกิดสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ เช่นเดียวกับสารประกอบทั่วไปที่เกิดขึ้นเมื่อรวมกับทองแดง Cu และ thali Tl

7. 

   สารประกอบที่มี SO₄ มักจะละลายน้ำได้ ไอออนของซัลเฟตมักสร้างสารประกอบที่ละลายน้ำได้ แต่มีข้อยกเว้นหลายประการ
   • ข้อยกเว้น: ไอออนซัลเฟตเป็นสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำโดยมีไอออนต่อไปนี้: สตรอนเทียม Sr แบเรียม Ba ตะกั่ว Pb ซิลเวอร์ Ag แคลเซียม Ca เรเดียม Ra และซิลเวอร์โมโนโตม Ag₂. โปรดทราบว่าซิลเวอร์ซัลเฟตและแคลเซียมซัลเฟตละลายได้ในระดับปานกลางเท่านั้นดังนั้นบางคนจึงคิดว่าพวกมันละลายได้เล็กน้อย

8. 

   สารที่มี OH หรือ S ไม่ละลายน้ำ ชื่อที่เกี่ยวข้องสำหรับไอออนเหล่านี้คือไฮดรอกไซด์และซัลไฟด์
   • ข้อยกเว้น: คุณจำโลหะอัลคาไล (กลุ่ม I-A) ได้หรือไม่และพวกมันชอบสร้างสารประกอบที่ละลายน้ำได้อย่างไร? Li, Na, K, Rb และ Cs เป็นสารประกอบทั้งหมดที่ละลายได้ด้วยไฮดรอกไซด์หรือซัลไฟด์ไอออน นอกจากนี้ไฮดรอกไซด์ยังก่อตัวเป็นเกลือที่ละลายได้ด้วยไอออนของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ (กลุ่ม II-A) ได้แก่ แคลเซียม Ca, สตรอนเทียม Sr และแบเรียม Ba หมายเหตุ: สารประกอบที่ทำจากไฮดรอกไซด์และโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ มีโมเลกุลจำนวนมากที่ยังคงยึดติดกันดังนั้นบางครั้งจึงถือว่า "ละลายได้เล็กน้อย"

9. 

   สารประกอบที่มี CO₃ หรือป ณ₄ มั่นคง. ตรวจสอบไอออนคาร์บอเนตและฟอสเฟตเป็นครั้งสุดท้ายแล้วคุณจะเห็นว่าสารประกอบของคุณละลายได้หรือไม่
   • ข้อยกเว้น: ไอออนเหล่านี้เป็นสารประกอบที่ละลายได้กับโลหะอัลคาไลเช่น Li, Na, K, Rb และ Cs รวมทั้งแอมโมเนียมไอออน NH₄.
   โฆษณา

วิธีที่ 2 จาก 2: คำนวณความสามารถในการละลายจากค่าคงที่ K_sp

1. 

   ค้นหาค่าคงที่ของผลิตภัณฑ์การละลาย K_sp. ค่าคงที่นี้แตกต่างกันไปสำหรับสารประกอบแต่ละชนิดดังนั้นคุณควรค้นหาค่านี้จากกราฟในหนังสือเรียนหรือทางออนไลน์ เนื่องจากค่าเหล่านี้ถูกกำหนดโดยการทดลองและอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างกราฟจึงควรใช้กราฟของตำราเรียนหากมี เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่นแปลงส่วนใหญ่จะมีอุณหภูมิทดสอบ25ºC
   • ตัวอย่างเช่นสมมติว่าคุณกำลังละลายตะกั่วไอโอไดด์ด้วยสูตร PbI₂เขียนค่าคงที่ผลิตภัณฑ์การละลาย หากคุณอ้างถึงกราฟที่ bilbo.chm.uri.edu คุณจะใช้ค่าคงที่ 7,1 × 10

2. 

   เขียนสมการทางเคมี. ประการแรกกำหนดรูปแบบการแยกไอออนิกของสารประกอบนี้เมื่อละลาย จากนั้นเขียนสมการด้วย K_sp ด้านหนึ่งและไอออนของส่วนประกอบอีกด้านหนึ่ง
   • ตัวอย่างเช่นโมเลกุล PbI₂ แยกตัวออกเป็นไอออน Pb, I และ I (คุณจำเป็นต้องรู้หรือตรวจสอบประจุของไอออนเท่านั้นเนื่องจากสารประกอบทั้งหมดเป็นกลางทางไฟฟ้าเสมอ)
   • เขียนสมการ 7,1 × 10 =
   • สมการนี้คือค่าคงที่ในการละลายคุณสามารถหาไอออน 2 ไอออนได้ในแผนภูมิความสามารถในการละลาย เนื่องจากมี 2 l- ไอออนจึงต้องเป็นกำลังสอง

3. 

   แปลงสมการเพื่อใช้ตัวแปร เขียนสมการใหม่โดยใช้วิธีพีชคณิตปกติโดยใช้ข้อมูลที่คุณรู้เกี่ยวกับจำนวนโมเลกุลและไอออน ตั้งค่า x ให้เท่ากับมวลของสารประกอบที่จะละลายและเขียนสมการใหม่โดยที่ x แทนจำนวนของแต่ละไอออน
   • ในตัวอย่างนี้เราต้องเขียนสมการ 7,1 × 10 = ใหม่
   • เนื่องจากมีไอออนตะกั่ว (Pb) เพียงตัวเดียวในสารประกอบจำนวนโมเลกุลที่ละลายจึงเท่ากับจำนวนไอออนของตะกั่วอิสระ ดังนั้นเราสามารถตั้งค่าเป็น x
   • เนื่องจากมีไอโอดีนสองไอออน (I) สำหรับแต่ละไอออนของตะกั่วเราจึงกำหนดจำนวนอะตอมของไอโอดีนเท่ากับ 2x
   • ตอนนี้สมการกลายเป็น 7.1 × 10 = (x) (2x)

4. 

   คำนึงถึงไอออนทั่วไปถ้ามี ข้ามขั้นตอนนี้ไปหากคุณละลายสารประกอบในน้ำกลั่น ถ้าสารประกอบละลายในสารละลายที่มีอิออนเป็นองค์ประกอบอยู่แล้ว ("ไอออนทั่วไป") ความสามารถในการละลายของสารประกอบจะลดลงอย่างมาก ผลกระทบของไอออนทั่วไปจะชัดเจนที่สุดต่อสารประกอบที่แทบไม่ละลายน้ำและในกรณีนี้คุณสามารถสันนิษฐานได้ว่าไอออนส่วนใหญ่ที่สมดุลเป็นไอออนที่เคยอยู่ในสารละลาย เขียนสมการใหม่เพื่อคำนวณความเข้มข้นของโมลาร์ (โมลต่อลิตรหรือ M) ของไอออนที่มีอยู่แล้วในสารละลายแทนที่ค่านี้ด้วยตัวแปร x ที่คุณใช้สำหรับไอออนนั้น
   • ตัวอย่างเช่นถ้าสารประกอบไอโอไดด์ของตะกั่วละลายในสารละลายตะกั่วคลอไรด์ (PbCl) 0.2M₂) เราจะเขียนสมการใหม่เป็น 7.1 × 10 = (0.2M + x) (2x) เนื่องจาก 0.2M มีความเข้มข้นสูงกว่า x เราจึงสามารถเขียนใหม่เป็น 7.1 × 10 = (0.2M) (2x)

5. 

   แก้สมการ แก้หา x แล้วคุณจะเห็นความสามารถในการละลายของสารประกอบ ในนิยามของค่าคงที่ในการละลายคุณต้องเขียนคำตอบของคุณในรูปของจำนวนโมลของสารประกอบที่ละลายต่อน้ำหนึ่งลิตร คุณอาจต้องใช้คอมพิวเตอร์เพื่อค้นหาคำตอบสุดท้าย
   • ตัวอย่างต่อไปนี้คือความสามารถในการละลายในน้ำกลั่นโดยไม่มีไอออนทั่วไป
   • 7.1 × 10 = (x) (2x)
   • 7.1 × 10 = (x) (4x)
   • 7.1 × 10 = 4x
   • (7,1 × 10) ÷ 4 = x
   • x = ∛ ((7,1 × 10) ÷ 4)
   • x = 1,2 x 10 โมลต่อลิตรจะละลาย. นี่เป็นมวลที่เล็กมากดังนั้นสารประกอบนี้จึงแทบไม่ละลายน้ำ
   โฆษณา

สิ่งที่คุณต้องการ

• ตารางค่าคงที่ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลายของสารประกอบ (K_sp)

คำแนะนำ

• หากคุณมีข้อมูลการทดลองเกี่ยวกับปริมาณของสารประกอบที่ละลายคุณสามารถใช้สมการเดียวกันเพื่อแก้ค่าคงที่การละลายได้ K_sp.

คำเตือน

• ไม่มีความเห็นพ้องต้องกันเกี่ยวกับคำจำกัดความของข้อกำหนดเหล่านี้ แต่นักเคมีเห็นด้วยกับสารประกอบส่วนใหญ่ สารประกอบพิเศษจำนวนหนึ่งซึ่งทั้งโมเลกุลที่ละลายน้ำและไม่ละลายน้ำประกอบกันเป็นองค์ประกอบที่สำคัญซึ่งแต่ละชนิดมีคำอธิบายที่แตกต่างกันของสารประกอบเหล่านี้
• หนังสือเรียนเก่า ๆ บางเล่มเห็น NH₄OH เป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้ นี่ไม่เป็นความจริง; ตรวจพบ NH ไอออนจำนวนเล็กน้อย₄ และ OH แต่ไอออนทั้งสองนี้ไม่สามารถรวมกันเป็นสารประกอบได้