Chimica per non-major

Come si purifica lacqua?

La purificazione dellacqua potabile e per altri usi è un processo complicato. I metalli pesanti devono essere rimossi, un processo realizzato mediante laggiunta di carbonati e solfati. La contaminazione da piombo può presentare gravi problemi di salute, soprattutto per i bambini più piccoli. I solfati di piombo e i carbonati sono molto insolubili, quindi precipitano dalla soluzione molto facilmente.

Conversione di Ksp alla solubilità

I valori Ksp noti della tabella sopra possono essere utilizzati per calcolare la solubilità di un dato composto seguendo i passaggi elencati di seguito.

1. Impostare un problema ICE (Initial, Change, Equilibrium) per utilizzare il valore Ksp per calcolare la concentrazione di ciascuno degli ioni.
2. La concentrazione degli ioni porta alla solubilità molare del composto.
3. Usa la massa molare per convertire da solubilità molare a solubilità.

Il Ksp del carbonato di calcio è 4,5 × 10 -9. Iniziamo creando una tabella ICE che mostra la dissociazione di CaCO 3 in ioni calcio e ioni carbonato. La variabile verrà utilizzata per rappresentare la solubilità molare di CaCO 3. In questo caso, ciascuna unità formula di CaCO 3 produce uno ione Ca 2+ e uno ione CO 3 2−. Pertanto, le concentrazioni di equilibrio di ogni ione sono uguali a .

Lespressione Ksp può essere scritta in termini di e quindi utilizzata per risolvere .

La concentrazione di ciascuno degli ioni allequilibrio è 6,7 × 10 -5 M. Possiamo usare la massa molare per convertire dalla solubilità molare alla solubilità.

Quindi la quantità massima di carbonato di calcio che è in grado di dissolversi in 1 litro di acqua a 25 ° C è 6,7 × 10 -3 grammi. Si noti che nel caso precedente, il rapporto 1: 1 degli ioni dopo dissociazione ha portato il Ksp a essere uguale a . Questa è indicata come una formula di tipo , dove è il catione e è lanione. Consideriamo ora una formula del tipo , come Fe (OH) 2. In questo caso la configurazione della tabella ICE sarebbe la seguente:

Quando lespressione Ksp è scritta in termini di , otteniamo il seguente risultato per la solubilità molare.

Il La tabella seguente mostra la relazione tra Ksp e la solubilità molare in base alla formula.

Le espressioni Ksp in termini di s possono essere utilizzate per risolvere problemi in cui il Ksp viene utilizzato per calcolare la solubilità molare come negli esempi sopra. La solubilità molare può quindi essere convertita in solubilità.