Chemie voor niet-majors

Hoe zuiver je water?

Zuivering van water voor drinkwater en ander gebruik is een ingewikkeld proces. Zware metalen moeten worden verwijderd, een proces dat wordt bereikt door toevoeging van carbonaten en sulfaten. Loodverontreiniging kan grote gezondheidsproblemen opleveren, vooral voor jongere kinderen. Loodsulfaten en -carbonaten zijn zeer onoplosbaar en zullen dus gemakkelijk uit de oplossing neerslaan.

Conversie van Ksp naar oplosbaarheid

De bekende Ksp-waarden uit de bovenstaande tabel kunnen worden gebruikt om de oplosbaarheid van een bepaalde verbinding te berekenen door de onderstaande stappen te volgen.

1. Een ICE-probleem instellen (Initieel, Verandering, Evenwicht) om de Ksp-waarde te gebruiken om de concentratie van elk van de ionen te berekenen.
2. De concentratie van de ionen leidt tot de molaire oplosbaarheid van de verbinding.
3. Gebruik de molaire massa om van molaire oplosbaarheid naar oplosbaarheid om te zetten.

De Ksp van calciumcarbonaat is 4,5 × 10 -9. We beginnen met het opstellen van een ICE-tabel met de dissociatie van CaCO 3 in calciumionen en carbonaationen. De variabele wordt gebruikt om de molaire oplosbaarheid van CaCO 3 weer te geven. In dit geval levert elke formule-eenheid van CaCO 3 één Ca 2+ -ion en één CO 3 2-ion op. Daarom zijn de evenwichtsconcentraties van elk ion gelijk aan .

De Ksp-uitdrukking kan worden geschreven in termen van en vervolgens worden gebruikt om op te lossen.

De concentratie van elk van de ionen bij evenwicht is 6,7 × 10-5 M. We kunnen de molaire massa gebruiken om van molaire oplosbaarheid naar oplosbaarheid om te zetten.

Dus de maximale hoeveelheid calciumcarbonaat die kan oplossen in 1 liter water bij 25 ° C is 6,7 × 10-3 gram. Merk op dat in het bovenstaande geval de 1: 1 verhouding van de ionen bij dissociatie ertoe leidde dat de Ksp gelijk was aan . Dit wordt een formule van het type genoemd, waarbij het kation is en is het anion. Laten we nu eens kijken naar een formule van het type , zoals Fe (OH) 2. In dit geval zou de setup van de ICE-tabel er als volgt uitzien:

Wanneer de Ksp-uitdrukking wordt geschreven in termen van , we krijgen het volgende resultaat voor de molaire oplosbaarheid.

De De onderstaande tabel toont de relatie tussen Ksp en molaire oplosbaarheid op basis van de formule.

De Ksp-uitdrukkingen in termen van s kunnen worden gebruikt om problemen op te lossen waarbij de Ksp wordt gebruikt om de molaire oplosbaarheid te berekenen zoals in de voorbeelden bovenstaand. Molaire oplosbaarheid kan vervolgens worden omgezet in oplosbaarheid.