Preskočiť na obsah
Chcete tieto pokusy naživo? Prinesiem ich do vašej školy ako show.Show a workshopy
Späť

Vzdelávanie · Učivo

Fyzikálna chémia

lekcia 11

Súčin rozpustnosti

Úroveň výkladu:
základná školastredná škola, s rozšíreniami pre náročnejších

úvod

Látky, ktoré nazývame nerozpustné, sa v skutočnosti trochu rozpúšťajú. Ako vzniká zrazenina, poznáme z lekcie Zrážacie a komplexotvorné reakcie. Teraz to vyjadríme číslom a budeme vedieť predpovedať, kedy sa zrazenina objaví.

teória

Rovnováha nad zrazeninou

Keď nasypeme chlorid strieborný do vody, malá časť sa rozpustí a rozpadne na ióny. Po chvíli sa ustáli rovnováha

AgCl(s) ⇌ Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Roztok je nasýtený: ióny z kryštálu odchádzajú a rovnako rýchlo sa doň vracajú. Rovnovážnu konštantu tejto rovnováhy nazývame súčin rozpustnosti:

Kₛ = [Ag⁺] · [Cl⁻] = 1,8 · 10⁻¹⁰ (pri 25 °C)

Tuhá látka do výrazu nepatrí. Pri soliach s viacerými rovnakými iónmi sa koncentrácia umocňuje, napríklad pre PbI₂ je Kₛ = [Pb²⁺] · [I⁻]².

LátkaKₛ pri 25 °C
CaSO₄ (sadra)4,9 · 10⁻⁵
CaCO₃ (vápenec)3,4 · 10⁻⁹
CaC₂O₄2,3 · 10⁻⁹
AgCl1,8 · 10⁻¹⁰
BaSO₄1,1 · 10⁻¹⁰
AgBr5,0 · 10⁻¹³

teória

Vznikne zrazenina?

Súčin koncentrácií iónov v ľubovoľnom roztoku označíme Q. Porovnáme ho so Kₛ:

  • Q < Kₛ: roztok nie je nasýtený, zrazenina nevznikne, prípadná zrazenina by sa rozpúšťala.
  • Q = Kₛ: roztok je práve nasýtený.
  • Q > Kₛ: roztok je presýtený, vylúči sa zrazenina.

Pri zmiešaní dvoch roztokov nezabudni, že sa ich objemy sčítajú a koncentrácie sa zriedia.

vyskúšaj si

Zrazí sa?

chlorid strieborný AgCl, Kₛ = 1,8·10⁻¹⁰. Zmiešame rovnaké objemy roztoku s Ag⁺ a roztoku s Cl⁻. Najprv tipni, či vznikne zrazenina.

0 / 0

Čo je súčin rozpustnosti?

0 / 0

Zapamätaj si: aj „nerozpustná“ látka sa trochu rozpúšťa. Koľko jej iónov môže byť v roztoku, udáva súčin rozpustnosti Kₛ. Keď súčin koncentrácií iónov Kₛ prekročí, vznikne zrazenina. Keď do roztoku pridáme rovnaký ión, aký je v zrazenine, rozpustnosť ešte klesne.

Rozpustnosť zo súčinu rozpustnosti

Rozpustnosť s (mol/l) vypočítame tak, že koncentrácie iónov vyjadríme cez s:

  • AgCl: [Ag⁺] = [Cl⁻] = s, Kₛ = s², teda s = √Kₛ. Pre AgCl s = 1,34 · 10⁻⁵ mol/l, v litri vody sa rozpustí asi 1,9 mg.
  • PbI₂: [Pb²⁺] = s, [I⁻] = 2s, Kₛ = s · (2s)² = 4s³, teda s = ∛(Kₛ : 4).

Preto rozpustnosti solí s rôznym typom vzorca nemožno porovnať len podľa Kₛ.

Efekt spoločného iónu

Keď do roztoku nad AgCl pridáme chlorid sodný, koncentrácia Cl⁻ stúpne a rovnováha sa posunie k zrazenine. V roztoku s [Cl⁻] = 0,01 mol/l je rozpustnosť AgCl len

s = Kₛ : [Cl⁻] = 1,8 · 10⁻¹⁰ : 0,01 = 1,8 · 10⁻⁸ mol/l

teda asi 700-krát menšia ako v čistej vode. Preto sa pri vážkovej analýze zráža v nadbytku činidla, ako ukazuje lekcia Vážková analýza.

Rozpúšťanie zrazenín

Zrazeninu rozpustíme tak, že niektorý z jej iónov z roztoku odoberieme: kyselina rozpustí uhličitany, lebo z CO₃²⁻ vznikne CO₂, amoniak rozpustí AgCl, lebo s Ag⁺ vytvorí komplex. Tak funguje aj odstraňovanie vodného kameňa octom.

rozšírenie Zuby a fluór

Zubná sklovina je z hydroxyapatitu Ca₅(PO₄)₃OH. Kyseliny z cukrov, ktoré rozkladajú baktérie v ústach, odoberajú ióny OH⁻ a fosforečnany, a sklovina sa rozpúšťa. Fluór zo zubnej pasty nahradí skupinu OH⁻ a vznikne fluorapatit, ktorý má ešte menší súčin rozpustnosti a kyselinám odoláva lepšie.

teória

Časté chyby

  • „Nerozpustná látka sa nerozpúšťa vôbec.“ Rozpúšťa sa veľmi málo, Kₛ udáva koľko.
  • „Po zmiešaní platia pôvodné koncentrácie.“ Zmiešaním sa roztoky zriedia.
  • „Menší Kₛ znamená vždy menšiu rozpustnosť.“ Len pri soliach rovnakého typu vzorca.
  • „Do Kₛ patrí aj koncentrácia tuhej látky.“ Tuhá látka sa do výrazu nepíše.

Ako rozpustené častice menia teplotu varu a tuhnutia, ukáže lekcia Koligatívne vlastnosti a osmóza. Najprv sa však pozrieme na rovnováhy medzi skupenstvami v lekcii Fázové rovnováhy a fázový diagram.

zrazenina, rozpustnosť a spoločný ión

Súčin rozpustnosti

príklad 1

0 / 0

rozumieš tomu?

Otestuj sa

4 otázok · úroveň ZŠ4 otázok · úroveň SŠ

Kvíz: Súčin rozpustnosti

Otázka 1/4

Čo je nasýtený roztok?

Skóre: 0

Najprv vyber odpoveď.

Chcete tento pokus naživo?

Ukážem ho vašim žiakom na chemickej show: 15 pokusov za jednu hodinu, 5 € na žiaka.

Rezervovať termín

Nahlásiť chybu

Chyba v texte, zlá odpoveď alebo niečo, čo nefunguje? Stačí pár slov.

Čo sa stalo?
vedeckeokienko.sk/

Hlásenie uvidí len správca webu. Osobné údaje sem nepatria. Ochrana osobných údajov