האם אתה לומד כימיה אבל לא ממש מבין את קבוע תוצר המסיסות או רוצה ללמוד עליו יותר? לא בטוח כיצד לחשב מסיסות מולרית מ-$K_s_p$? קבוע המסיסות, או $K_s_p$, הוא חלק חשוב בכימיה, במיוחד כאשר אתה עובד עם משוואות מסיסות או מנתח את המסיסות של מומסים שונים. כשיש לך הבנה מוצקה של $K_s_p$, השאלות האלה הופכות הרבה יותר קלות לתשובה!
במדריך זה לכימיה $K_s_p$, נסביר את הגדרת הכימיה $K_s_p$, כיצד לפתור אותה (עם דוגמאות), אילו גורמים משפיעים עליה ומדוע היא חשובה. בתחתית המדריך הזה, יש לנו גם טבלה עם ערכי $K_s_p$ עבור רשימה ארוכה של חומרים כדי להקל עליך למצוא ערכי מסיסות קבועים.
מה זה $K_s_p$?
$K_s_p$ ידוע בתור קבוע המסיסות או תוצר המסיסות. זה קבוע שיווי המשקל המשמש למשוואות כאשר חומר מוצק מתמוסס בתמיסה נוזלית/מימית. כזכור, מומס (מה שמומס) נחשב למסיס אם ניתן להמיס יותר מ-1 גרם ממנו במלואו ב-100 מ'ל מים.
$K_s_p$ משמש עבור מומסים שהם רק מסיס מעט ואינו מתמוסס לחלוטין בתמיסה. (חומר מומס הוא לֹא מָסִיס אם שום דבר או כמעט שום דבר ממנו לא מתמוסס בתמיסה.) $K_s_p$ מייצג כמה מהמומס יתמוסס בתמיסה.
הערך של $K_s_p$ משתנה בהתאם לחומר המומס. ככל שחומר מסיס יותר, כך הערך הכימי $K_s_p$ שלו גבוה יותר. ומהן היחידות $K_s_p$? למעשה, אין לו יחידה! לערך $K_s_p$ אין יחידות כלשהן כיהריכוזים המולאריים של המגיבים והתוצרים שונים עבור כל משוואה. המשמעות היא שיחידת $K_s_p$ תהיה שונה עבור כל בעיה ותהיה קשה לפתרון, אז כדי להפוך את זה לפשוט יותר, כימאים בדרך כלל מורידים את $K_s_p$ יחידות לגמרי. כמה נחמד מצידם!
איך מחשבים $K_s_p$?
בסעיף זה, אנו מסבירים כיצד לכתוב $K_s_p$ ביטויי כימיה וכיצד לפתור את הערך של $K_s_p$. עבור רוב שיעורי הכימיה, לעתים רחוקות תצטרך לפתור את הערך של $K_s_p$; רוב הזמן תכתוב את הביטויים או תשתמש בערכי $K_s_p$ לפתרון מְסִיסוּת (מה שנסביר איך לעשות בסעיף למה חשוב $K_s_p$).
כתיבת ביטויים של $K_s_p$
להלן משוואת תוצר המסיסות שאחריה מופיעות ארבע בעיות כימיה $K_s_p$ כך שתוכל לראות כיצד לכתוב ביטויים של $K_s_p$.
לתגובה $A_aB_b$(s) ⇌ $aA^b^{+}$(aq) + $bB^a^{-}$ (aq)
ביטוי המסיסות הוא $K_s_p$= $[A^b^{+}]^a$ $[B^a^{-}]^b$
המשוואה הראשונה ידועה כמשוואת דיסוציאציה, והשנייה היא הביטוי המאוזן $K_s_p$.
עבור המשוואות האלה:
- א ו ב מייצגים יונים ומוצקים שונים. במשוואות אלה, הם מכונים גם 'מוצרים'.
- א ו ב מייצגים מקדמים המשמשים לאיזון המשוואה
- (aq) ו-(s) מציינים באיזה מצב נמצא המוצר (מימי או מוצק, בהתאמה)
- סוגריים מייצגים ריכוז טוחנת. אז [AgCl] מייצג את הריכוז המולארי של AgCl.
כדי לכתוב ביטויים של $K_s_p$ בצורה נכונה, עליך להיות בעל ידע טוב בשמות כימיים, יונים פוליאטומיים והמטענים הקשורים לכל יון. כמו כן, הדבר העיקרי שיש לשים לב אליו במשוואות אלו הוא שכל ריכוז (מיוצג בסוגריים מרובעים) מועלה בחזקת המקדם שלו בביטוי $K_s_p$ המאוזן.
בואו נסתכל על כמה דוגמאות.
דוגמה 1
$PbBr_2$(s) ⇌ $Pb^2^{+}$ (aq) + Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$= $[Pb^2^{+}]$ $[Br¯]^2$
הוא דמות מיוחדת
בבעיה זו, אל תשכח לרבוע את Br במשוואת $K_s_p$. אתה עושה זאת בגלל מקדם 2 במשוואת הדיסוציאציה.
דוגמה 2
CuS(s) ⇌ $Cu^{+}$ (aq) + S¯(aq)
$K_s_p$= [$Cu^{+}$] [S¯]
דוגמה 3
$Ag_2CrO_4$ (s) ⇌ 2$Ag^{+}$ (aq) + $CrO_4^2^{-}$ (aq)
$K_s_p$= $[Ag^{+}]^2$ [$CrO_4^2$]
דוגמה 4
$Cu_3$ $(PO_4)^2$ (s) ⇌ Cu^2^{+}$ (aq) + PO_4^3^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = $[Cu^2^{+}]^3$ [$PO_4^3^¯$]$^2$
פתרון עבור $K_s_p$ עם מסיסות
כדי לחשב ערך עבור $K_s_p$, אתה צריך להיות בעל ערכי מסיסות מולרית או להיות מסוגל למצוא אותם.
שאלה: קבע את $K_s_p$ של AgBr (ברומיד כסף), בהתחשב בכך שהמסיסות המולרית שלו היא 5.71 x ^{¯}^7$ מולים לליטר.
ראשית, עלינו לכתוב את שתי המשוואות.
AgBr(s) ⇌ $Ag^{+}$ (aq) + $Br^{¯}$ (aq)
$K_s_p$ = [$Ag^{+}$] [$Br^{¯}$]
כעת, מכיוון שבבעיה זו אנו פותרים ערך ממשי של $K_s_p$, אנו מחברים את ערכי המסיסות שקיבלנו:
$K_s_p$ = (5.71 x ^{¯}^7$) (5.71 x ^{¯}^7$) = 3.26 x ^{¯}^13$
הערך של $K_s_p$ הוא 3.26 x ^{¯}^13$
אילו גורמים משפיעים על $K_s_p$?
בחלק זה נדון בגורמים העיקריים המשפיעים על ערכו של קבוע המסיסות.
טֶמפֶּרָטוּרָה
רוב המומסים הופכים למסיסים יותר בנוזל ככל שהטמפרטורה עולה. אם תרצה הוכחה, ראה עד כמה קפה נמס מתערבב בכוס מים קרים בהשוואה לכוס מים חמים. הטמפרטורה משפיעה על המסיסות של מוצקים וגזים כאחד אך לא נמצאה השפעה מוגדרת על מסיסות הנוזלים.
לַחַץ
לחץ יכול גם להשפיע על מסיסות, אבל רק עבור גזים שנמצאים בנוזלים. חוק הנרי קובע כי מסיסותו של גז עומדת ביחס ישר ללחץ החלקי של הגז.
חוק הנרי כתוב כ ע = kc , איפה
- ע הוא הלחץ החלקי של הגז מעל הנוזל
- ק הוא קבוע חוק הנרי
- ג הוא ריכוז הגז בנוזל
חוק הנרי מראה שככל שהלחץ החלקי יורד, גם ריכוז הגז בנוזל יורד, מה שבתורו מקטין את המסיסות. אז פחות לחץ מביא למסיסות פחות, ויותר לחץ מביא ליותר מסיסות.
פונקציות של ארדואינו
אתה יכול לראות את חוק הנרי בפעולה אם אתה פותח פחית סודה. כשהפחית סגורה, הגז נמצא בלחץ רב יותר, ויש הרבה בועות כי הרבה מהגז מומס. כאשר אתה פותח את הפחית, הלחץ יורד, ואם אתה משאיר את הסודה בחוץ מספיק זמן, הבועות בסופו של דבר ייעלמו כי המסיסות ירדה והן אינן מומסות יותר בנוזל (הן בבעבעו מהמשקה) .
גודל מולקולרי
בדרך כלל, מומסים עם מולקולות קטנות יותר מסיסים יותר מאלה עם חלקיקי מולקולות. לממס קל יותר להקיף מולקולות קטנות יותר, כך שניתן להמיס את המולקולות הללו מהר יותר ממולקולות גדולות יותר.
מדוע $K_s_p$ חשוב?
מדוע קבוע המסיסות משנה? להלן שלוש פעמים חשובות שתצטרך להשתמש בכימיה של $K_s_p$.
כדי למצוא את המסיסות של מומסים
תוהה כיצד לחשב מסיסות מולרית מ-$K_s_p$? ידיעת הערך של $K_s_p$ מאפשרת לך למצוא את המסיסות של מומסים שונים. הנה דוגמה: הערך $K_s_p$ של $Ag_2SO_4$ ,סולפט סולפט, הוא 1.4×^{–}^5$. קבע את המסיסות המולרית.
ראשית, עלינו לכתוב את משוואת הדיסוציאציה: $K_s_p$=$ [Ag^{+}]^2$ $[SO_4^2]$
לאחר מכן, נחבר את הערך $K_s_p$ כדי ליצור ביטוי אלגברי.
1.4×^{–}^5$= $(2x)^2$ $(x)$
1.4×^{–}^5$= x^3$
$x$=[$SO_4^2$]=1.5x^{-}^2$ M
x$= [$Ag^{+}$]=3.0x^{-}^2$ M
לחזות אם יווצר משקעים בתגובות
כאשר אנו יודעים את הערך $K_s_p$ של מומס, נוכל להבין אם יווצר משקעים אם תערבב תמיסה של היונים שלו. להלן שני הכללים הקובעים את היווצרות המשקע.
- מוצר יוני > $K_s_p$ אז יתרחשו משקעים
- מוצר יוני<$K_s_p$ then precipitation will not occur
כדי להבין את אפקט היונים הנפוצים
$K_s_p$ הוא גם חלק חשוב מהשפעת היונים הנפוצה. אפקט היון המשותף קובע שכאשר מערבבים שתי תמיסות שחולקות יון משותף, המומס בעל הערך הקטן יותר $K_s_p$ ימוטט ראשון.
לדוגמה, נניח BiOCl ו- CuCl מתווספים לתמיסה. שניהם מכילים יוני $Cl^{-}$. ערך $K_s_p$ של BiOCl הוא 1.8×^{–}^31$ וערך $K_s_p$ של CuCl הוא 1.2×^{–}^6$. ל-BiOCl יש את הערך $K_s_p$ הקטן יותר, כך שהוא יזרע לפני CuCl.
מסיסות מוצר קבוע טבלת
להלן תרשים המציג את ערכי $K_s_p$ עבור חומרים נפוצים רבים. ערכי $K_s_p$ הם עבור כאשר החומרים הם סביב 25 מעלות צלזיוס, וזה סטנדרטי. מכיוון שערכי $K_s_p$ כל כך קטנים, ייתכנו הבדלים קלים בערכים שלהם בהתאם למקור שבו אתה משתמש. הנתונים בתרשים זה מגיעים מאוניברסיטת רוד איילנד המחלקה לכימיה .
| חומר | נוּסחָה | $K_s_p$ ערך |
| אלומיניום הידרוקסיד | $Al(OH)_3$ | 1.3×^{–}^33$ |
| אלומיניום פוספט | $AlPO_4$ | 6.3×^{–}^19$ |
| בריום קרבונט | $BaCO_3$ | 5.1×^{–}^9$ |
| בריום כרומט | $BaCrO_4$ | 1.2×^{–}^10$ |
| בריום פלואוריד | $BaF_2$ | 1.0×^{–}^6$ |
| בריום הידרוקסיד | $Ba(OH)_2$ | 5×^{–}^3$ |
| בריום גופרתי | $BaSO_4$ | 1.1×^{–}^10$ |
| בריום סולפיט | $BaSO_3$ | 8×^{–}^7$ |
| בריום תיוסולפט | $BaS_2O_3$ | 1.6×^{–}^6$ |
| ביסמוטיל כלוריד | $BiOCl$ | 1.8×^{–}^31$ |
| ביסמוטייל הידרוקסיד | $BiOOH$ | 4×^{–}^10$ |
| קדמיום פחמתי | $CdCO_3$ | 5.2×^{–}^12$ |
| קדמיום הידרוקסיד | $Cd(OH)_2$ | 2.5×^{–}^14$ |
| קדמיום אוקסלט | $CdC_2O_4$ | 1.5×^{–}^8$ |
| קדמיום גופרתי | $CdS$ | 8×^{–}^28$ |
| סידן פחמתי | $CaCO_3$ | 2.8×^{–}^9$ |
| סידן כרומט | $CaCrO_4$ | 7.1×^{–}^4$ |
| סידן פלואוריד | $CaF_2$ | 5.3×^{–}^9$ |
| סידן מימן פוספט | $CaHPO_4$ | 1×^{–}^7$ |
| סידן הידרוקסיד | $Ca(OH)_2$ | 5.5×^{–}^6$ |
| סידן אוקסלט | $CaC_2O_4$ | 2.7×^{–}^9$ |
| סידן פוספט | $Ca_3(PO_4)_2$ | 2.0×^{–}^29$ |
| סידן גופרתי | $CaSO_4$ | 9.1×^{–}^6$ |
| סידן סולפיט | $CaSO_3$ | 6.8×^{–}^8$ |
| כרום (II) הידרוקסיד | $Cr(OH)_2$ | 2×^{–}^16$ |
| כרום (III) הידרוקסיד | $Cr(OH)_3$ | 6.3×^{–}^31$ |
| קובלט (II) קרבונט | $CoCO_3$ | 1.4×^{–}^13$ |
| קובלט (II) הידרוקסיד | $Co(OH)_2$ | 1.6×^{–}^15$ |
| קובלט (III) הידרוקסיד | $Co(OH)_3$ | 1.6×^{–}^44$ |
| קובלט (II) גופרתי | $CoS$ | 4×^{–}^21$ |
| נחושת (I) כלוריד | $CuCl$ | 1.2×^{–}^6$ |
| נחושת (I) ציאניד | $CuCN$ | 3.2×^{–}^20$ |
| יודיד נחושת (I). | $CuI$ | 1.1×^{–}^12$ |
| ארסנט נחושת (II). | $Cu_3(AsO_4)_2$ | 7.6×^{–}^36$ |
| נחושת (II) קרבונט | $CuCO_3$ | 1.4×^{–}^10$ |
| כרומט נחושת (II). | $CuCrO_4$ | 3.6×^{–}^6$ |
| נחושת (II) פרוציאניד | $Cu[Fe(CN)_6]$ | 1.3×^{–}^16$ |
| נחושת (II) הידרוקסיד | $Cu(OH)_2$ | 2.2×^{–}^20$ |
| נחושת (II) גופרית | $CuS$ | 6×^{–}^37$ |
| ברזל (II) קרבונט | $FeCO_3$ | 3.2×^{–}^11$ |
| הידרוקסיד של ברזל (II). | $Fe(OH)_2$ | 8.0^{–}^16$ |
| ברזל (II) גופרתי | $FeS$ | 6×^{–}^19$ |
| ארסנט ברזל (III). | $FeAsO_4$ | 5.7×^{–}^21$ |
| ברזל (III) ferrocyanide | $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ | 3.3×^{–}^41$ |
| הידרוקסיד של ברזל (III). | $Fe(OH)_3$ | 4×^{–}^38$ |
| ברזל (III) פוספט | $FePO_4$ | 1.3×^{–}^22$ |
| ארסנט עופרת (II). | $Pb_3(AsO_4)_2$ | 4×^{–}^6$ |
| עופרת (II) אזיד | $Pb(N_3)_2$ | 2.5×^{–}^9$ |
| עופרת (II) ברומיד | $PbBr_2$ | 4.0×^{–}^5$ |
| עופרת (II) קרבונט | $PbCO_3$ | 7.4×^{–}^14$ |
| עופרת (II) כלוריד | $PbCl_2$ | 1.6×^{–}^5$ |
| כרומט עופרת (II). | $PbCrO_4$ | 2.8×^{–}^13$ |
| עופרת (II) פלואוריד | $PbF_2$ | 2.7×^{–}^8$ |
| הידרוקסיד עופרת (II). | $Pb(OH)_2$ | 1.2×^{–}^15$ |
| עופרת (II) יודיד | $PbI_2$ | 7.1×^{–}^9$ |
| עופרת (II) סולפט | $PbSO_4$ | 1.6×^{–}^8$ |
| עופרת (II) גופרית | $PbS$ | 3×^{–}^28$ |
| ליתיום קרבונט | $Li_2CO_3$ | 2.5×^{–}^2$ |
| ליתיום פלואוריד | $LiF$ | 3.8×^{–}^3$ |
| ליתיום פוספט | $Li_3PO_4$ | 3.2×^{–}^9$ |
| מגנזיום אמוניום פוספט | $MgNH_4PO_4$ | 2.5×^{–}^13$ |
| מגנזיום ארסנט | $Mg_3(AsO_4)_2$ | 2×^{–}^20$ |
| מגנזיום קרבונט | $MgCO_3$ | 3.5×^{–}^8$ |
| מגנזיום פלואוריד | $MgF_2$ | 3.7×^{–}^8$ |
| מגנזיום הידרוקסיד | $Mg(OH)_2$ | 1.8×^{–}^11$ |
| מגנזיום אוקסלט | $MgC_2O_4$ | 8.5×^{–}^5$ |
| מגנזיום פוספט | $Mg_3(PO_4)_2$ | 1×^{–}^25$ |
| מנגן (II) קרבונט | $MnCO_3$ | 1.8×^{–}^11$ |
| מנגן (II) הידרוקסיד | $Mn(OH)_2$ | 1.9×^{–}^13$ |
| מנגן (II) גופרתי | $MnS$ | 3×^{–}^14$ |
| כספית (I) ברומיד | $Hg_2Br_2$ | 5.6×^{–}^23$ |
| כספית (I) כלוריד | $Hg_2Cl_2$ | 1.3×^{–}^18$ |
| כספית (I) יודיד | $Hg_2I_2$ | 4.5×^{–}^29$ |
| כספית (II) גופרית | $HgS$ | 2×^{–}^53$ |
| ניקל (II) קרבונט | $NiCO_3$ | 6.6×^{–}^9$ |
| ניקל (II) הידרוקסיד | $Ni(OH)_2$ | 2.0×^{–}^15$ |
| ניקל (II) גופרתי | $NiS$ | 3×^{–}^19$ |
| סקנדיום פלואוריד | $ScF_3$ | 4.2×^{–}^18$ |
| סקנדיום הידרוקסיד | $Sc(OH)_3$ | 8.0×^{–}^31$ |
| כסף אצטט | $Ag_2CH_3O_2$ | 2.0×^{–}^3$ |
| ארסנט כסף | $Ag_3AsO_4$ | 1.0×^{–}^22$ |
| אזיד כסף | $AgN_3$ | 2.8×^{–}^9$ |
| ברומיד כסף | $AgBr$ | 5.0×^{–}^13$ |
| כסף כלוריד | $AgCl$ | 1.8×^{–}^10$ |
| כרומט כסף | $Ag_2CrO_4$ | 1.1×^{–}^12$ |
| ציאניד כסף | $AgCN$ | 1.2×^{–}^16$ |
| יוד כסף | $AgIO_3$ | 3.0×^{–}^8$ |
| יודיד כסף | $AgI$ | 8.5×^{–}^17$ |
| כסף ניטריט | $AgNO_2$ | 6.0×^{–}^4$ |
| כסף סולפט | $Ag_2SO_4$ | 1.4×^{–}^5$ |
| כסף גופרתי | $At_2S$ | 6×^{–}^51$ |
| כסף סולפיט | $Ag_2SO_3$ | 1.5×^{–}^14$ |
| תיאוציאנט כסף | $AgSCN$ | 1.0×^{–}^12$ |
| סטרונציום קרבונט | $SrCO_3$ | 1.1×^{–}^10$ |
| סטרונציום כרומט | $SrCrO_4$ | 2.2×^{–}^5$ |
| סטרונציום פלואוריד | $SrF_2$ | 2.5×^{–}^9$ |
| סטרונציום סולפט | $SrSO_4$ | 3.2×^{–}^7$ |
| תליום (I) ברומיד | $TlBr$ | 3.4×^{–}^6$ |
| תליום (I) כלוריד | $TlCl$ | 1.7×^{–}^4$ |
| יודיד תליום (I). | $TlI$ | 6.5×^{–}^8$ |
| תליום (III) הידרוקסיד | $Tl(OH)_3$ | 6.3×^{–}^46$ |
| פח (II) הידרוקסיד | $Sn(OH)_2$ | 1.4×^{–}^28$ |
| פח (II) גופרתי | $SnS$ | 1×^{–}^26$ |
| אבץ פחמתי | $ZnCO_3$ | 1.4×^{–}^11$ |
| אבץ הידרוקסיד | $Zn(OH)_2$ | 1.2×^{–}^17$ |
| אבץ אוקסלט | $ZnC_2O_4$ | 2.7×^{–}^8$ |
| אבץ פוספט | $Zn_3(PO_4)_2$ | 9.0×^{–}^33$ |
| אבץ גופרתי | $ZnS$ | 2×^{–}^25$ |
מסקנה: $K_s_p$ מדריך כימיה
מה זה $K_s_p$ בכימיה? קבוע תוצר המסיסות, או $K_s_p$, הוא היבט חשוב בכימיה בעת לימוד מסיסות של מומסים שונים. $K_s_p$ מייצג כמה מהמומס יתמוסס בתמיסה, וככל שחומר מסיס יותר, כך ערך הכימיה $K_s_p$ גבוה יותר.
כדי לחשב את קבוע תוצר המסיסות, תחילה תצטרך לכתוב את משוואת הדיסוציאציה ואת הביטוי המאוזן של $K_s_p$, ולאחר מכן לחבר את הריכוזים הטוחניים, אם נתנו לך אותם.
קבוע המסיסות יכול להיות מושפע מטמפרטורה, לחץ וגודל מולקולרי, וזה חשוב לקביעת מסיסות, חיזוי אם יווצר משקעים והבנת השפעת היונים הנפוצה.
מה הלאה?
לא מנחם שסיימת ללמוד על קבוע המסיסות?תטביע את הצער שלך המדריך המלא שלנו ל-11 כללי המסיסות .
מחפש מדריכי כימיה אחרים?למד כיצד לאזן משוואות כימיות כאן, או קרא דרך שש הדוגמאות הללו לשינוי פיזי וכימי.
לומד כימיה בתיכון?ריכזנו כמה מדריכי לימוד מעולים עבור AP Chem, IB Chemistry, ומבחן כימיה של מדינת ניו יורק.