Chemia dla innych niż specjalizacja

Jak oczyszczasz wodę?

Oczyszczanie wody pitnej i innych zastosowań to skomplikowany proces. Należy usunąć metale ciężkie, proces ten odbywa się poprzez dodanie węglanów i siarczanów. Zanieczyszczenie ołowiem może powodować poważne problemy zdrowotne, zwłaszcza dla młodszych dzieci. Siarczany i węglany ołowiu są bardzo nierozpuszczalne, więc bardzo łatwo wytrącają się z roztworu.

Konwersja Ksp do rozpuszczalności

Znane wartości Ksp z powyższej tabeli można wykorzystać do obliczenia rozpuszczalności danego związku, wykonując czynności wymienione poniżej.

1. Skonfiguruj problem ICE (Początkowa, Zmiana, Równowaga), aby wykorzystać wartość Ksp do obliczenia stężenia każdego z jonów.
2. Stężenie jonów prowadzi do rozpuszczalności molowej związku.
3. Użyj masy molowej, aby przeliczyć rozpuszczalność molową na rozpuszczalność.

Ksp węglanu wapnia wynosi 4,5 × 10-9. Zaczynamy od przygotowania tabeli ICE pokazującej dysocjację CaCO 3 na jony wapnia i jony węglanowe. Zmienna zostanie użyta do przedstawienia molowej rozpuszczalności CaCO 3. W tym przypadku każda jednostka formuły CaCO 3 daje jeden jon Ca 2+ i jeden jon CO 3 2−. Dlatego stężenia równowagowe każdego jonu są równe .

Wyrażenie Ksp można zapisać w postaci , a następnie użyć do rozwiązania dla .

Stężenie każdego z jonów w stanie równowagi wynosi 6,7 × 10-5 M. Możemy użyć masy molowej, aby przeliczyć rozpuszczalność molową na rozpuszczalność.

Zatem maksymalna ilość węglanu wapnia, która może się rozpuścić w 1 litrze wody w 25 ° C, wynosi 6,7 × 10-3 gramy. Zauważ, że w powyższym przypadku stosunek jonów 1: 1 po dysocjacji doprowadził do tego, że Ksp jest równe . Nazywa się to formułą typu , gdzie to kation, a jest anionem. Rozważmy teraz formułę typu , na przykład Fe (OH) 2. W tym przypadku konfiguracja tabeli ICE wyglądałaby następująco:

Gdy wyrażenie Ksp jest zapisane w kategoriach , otrzymujemy następujący wynik dla rozpuszczalności molowej.

Poniższa tabela przedstawia zależność między Ksp a rozpuszczalnością molową na podstawie wzoru.

Wyrażenia Ksp w postaci s można wykorzystać do rozwiązania problemów, w których Ksp jest używany do obliczenia rozpuszczalności molowej, jak w przykładach powyżej. Rozpuszczalność molową można następnie przekształcić w rozpuszczalność.