المحتوى

• لتخطو
• الطريقة 1 من 2: استخدام القواعد السريعة
• طريقة 2 من 2: حساب قابلية ذوبان K._ص
• الضرورات
• نصائح
• تحذيرات

في الكيمياء ، تُستخدم القابلية للذوبان لوصف خصائص المادة الصلبة التي تختلط مع سائل وتذوب تمامًا ، دون ترك جزيئات غير منحلة. فقط المركبات الأيونية (المشحونة) قابلة للذوبان. لأغراض عملية ، فإن حفظ بعض القواعد ، أو الرجوع إلى قائمة القواعد ، يكفي لإخبارك ما إذا كانت معظم المركبات الأيونية ستبقى صلبة عند مزجها بالماء ، أو إذا كانت كمية كبيرة ستذوب. في الواقع ، ستذوب بعض الجزيئات حتى لو لم ترَ أي تغييرات ، لذا ستحتاج إلى معرفة كيفية حساب هذا المقدار لإجراء تجارب دقيقة.

لتخطو

الطريقة 1 من 2: استخدام القواعد السريعة

1. اعرف المزيد عن المركبات الأيونية. تحتوي كل ذرة عادة على عدد من الإلكترونات ، لكنها في بعض الأحيان تكتسب أو تفقد إلكترونًا إضافيًا. النتيجة واحدة أيون بشحنة كهربائية. عندما يلتقي أيون ذو شحنة سالبة (إلكترون إضافي) بأيون بشحنة موجبة (إلكترون مفقود) ، فإنهما يترابطان معًا ، تمامًا مثل النهايتين السالبة والموجبة لمغناطيسين. والنتيجة هي رابطة أيونية.
   • تسمى الأيونات ذات الشحنة السالبة الأنيونات، والأيونات ذات الشحنة الموجبة الايونات الموجبة.
   • عادةً ما يكون عدد الإلكترونات في الذرة مساويًا لعدد البروتونات ، حيث تكون الشحنات الكهربائية في حالة توازن.
2. تعرف الذوبان. جزيئات الماء (H.₂O) لهيكل غير عادي ، يتصرفون به كمغناطيس: أحد طرفيه له شحنة موجبة بينما الطرف الآخر سالب الشحنة. عندما تخلط رابطة أيونية بالماء ، فإن "مغناطيس الماء" سوف يتجمع حوله ، في محاولة لفصل الأيونات الموجبة والسالبة عن بعضها. بعض الروابط الأيونية ليست ضيقة جدًا معًا ؛ هؤلاء هم قابل للذوبانلأن الماء سوف يمزق ويذوب الرابطة. المركبات الأخرى لها روابط أقوى ، وهي كذلك غير قابل للحللأنها يمكن أن تلتصق ببعضها البعض على الرغم من جزيئات الماء.
   • تحتوي بعض الوصلات على روابط داخلية يمكن مقارنتها بقوة سحب الماء. هذه المواد قابل للذوبان بشكل معتدل، لأنه سيتم تفكيك جزء كبير (ولكن ليس كل) من الروابط.
3. ادرس قواعد الذوبان. نظرًا لأن التفاعلات بين الذرات معقدة للغاية ، فليس من البديهي دائمًا تحديد المركبات القابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان. ابحث عن الأيون الأول في المركب في القائمة أدناه لمعرفة كيف يتصرف عادةً ، ثم تحقق من الاستثناءات للتأكد من أن الأيون الثاني لا يتفاعل بشكل غير طبيعي.
   • على سبيل المثال ، لاستخدام كلوريد السترونشيوم (SrCl₂) ، ابحث عن Sr أو Cl بالخطوات العريضة الموضحة أدناه. الكلور "قابل للحل في الغالب" لذا تحقق من الاستثناءات أدناه. لم يُشار إلى الأب كاستثناء ، لذلك فإن SrCl₂ تكون قابلة للذوبان.
   • الاستثناءات الأكثر شيوعًا لكل قاعدة مذكورة أدناه. هناك استثناءات أخرى ، ولكن ربما لن تجدها في فصل أو معمل كيمياء مشترك.
4. تكون المركبات قابلة للذوبان عندما تحتوي على معادن قلوية ، بما في ذلك Li و Na و K و Rb و Cs. وتسمى هذه أيضًا عناصر المجموعة الأولى أ: الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم. تقريبا أي مركب مع أي من هذه الأيونات قابل للذوبان.
   • استثناء: لي₃ص₄ غير قابل للذوبان.
5. مركبات مع NO₃، ج₂ح.₃ا₂، لا₂، ClO₃ و ClO₄ قابلة للذوبان. هذه هي أيونات النترات والأسيتات والنتريت والكلورات والبيركلورات على التوالي. لاحظ أنه غالبًا ما يتم اختصار الأسيتات باستخدام OAc.
   • استثناءات: Ag (OAc) (أسيتات الفضة) و Hg (OAc)₂ (أسيتات الزئبق) غير قابلة للذوبان.
   • AgNO₂ و KClO₄ هي فقط "قابلة للذوبان جزئيًا".
6. عادة ما تكون المركبات التي تحتوي على Cl و Br و I قابلة للذوبان. تشكل أيونات الكلوريد والبروميد واليوديد دائمًا مركبات قابلة للذوبان ، تُعرف أيضًا باسم أملاح الهالوجين.
   • استثناء: إذا ارتبط أي من هذه الأيونات بأيونات الفضة (Ag) ، والزئبق (Hg₂) ، أو الرصاص (الرصاص) ، فالنتيجة غير قابلة للذوبان. الأمر نفسه ينطبق على المركبات الأقل شيوعًا مع النحاس (Cu) والثاليوم (Tl).
7. اتصالات مع SO₄ عادة ما تكون قابلة للذوبان. عادة ما يشكل أيون الكبريتات مركبات قابلة للذوبان ، ولكن هناك عدة استثناءات.
   • استثناءات: يشكل أيون الكبريتات مركبات غير قابلة للذوبان مع الأيونات التالية: السترونتيوم Sr ، الباريوم Ba ، الرصاص Pb ، الفضة Ag ، الكالسيوم Ca ، الراديوم Ra والفضة ثنائية الذرة Ag₂. لاحظ أن كبريتات الفضة وكبريتات الكالسيوم يذوبان بدرجة كافية ليتم تسميتها أحيانًا قليلة الذوبان.
8. المركبات التي تحتوي على OH أو S غير قابلة للذوبان. هذه هي أيونات الهيدروكسيد والكبريتيد ، على التوالي.
   • استثناءات: هل تتذكر الفلزات القلوية (المجموعة I-A) وما مدى رغبتهم في تكوين مركبات غير قابلة للذوبان؟ تشكل كل من Li و Na و K و Rb و Cs مركبات قابلة للذوبان مع أيونات الهيدروكسيد أو الكبريتيد. بالإضافة إلى ذلك ، يشكل الهيدروكسيد أملاحًا قابلة للذوبان مع أيونات الفلزات القلوية الأرضية (المجموعة II-A): الكالسيوم Ca ، السترونشيوم Sr و Barium Ba. لاحظ أن الهيدروكسيد مع مركب الأرض القلوية يحتوي على جزيئات كافية فقط للالتصاق ببعضها البعض ليتم اعتبارها أحيانًا "قابلة للذوبان بشكل ضئيل".
9. مركبات مع CO₃ أو PO₄ غير قابلة للذوبان. تحقق مرة أخيرة من أيونات الكربونات والفوسفات ، ويجب أن تعرف ما يمكن توقعه من المركب.
   • استثناءات: تشكل هذه الأيونات مركبات قابلة للذوبان مع المواد المعتادة ، الفلزات القلوية Li و Na و K و Rb و Cs ، وكذلك مع الأمونيوم NH₄.

طريقة 2 من 2: حساب قابلية ذوبان K._ص

1. ابحث عن منتج قابلية الذوبان للثابت ك._ص. يختلف هذا الثابت لكل اتصال ، لذلك ستحتاج إلى البحث عنه في جدول في كتابك المدرسي أو عبر الإنترنت. نظرًا لأنه يتم تحديد هذه القيم بشكل تجريبي ، يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا من جدول إلى آخر ، لذلك من الأفضل استخدام الجدول في كتابك المدرسي ، إذا كان هناك واحد. ما لم يذكر خلاف ذلك ، تفترض معظم الجداول درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية.
   • على سبيل المثال ، إذا كنت تريد إذابة يوديد الرصاص (PbI₂) ، اكتب ثابت التوازن لمنتج الذوبان. إذا كنت تستخدم جدولًا في bilbo.chm.uri.edu ، فاستخدم الثابت 7.1 × 10.
2. أولاً ، اكتب المعادلة الكيميائية. أولاً ، حدد كيف يتحلل المركب إلى أيونات عندما يذوب. اكتب الآن معادلة باستخدام K._ص من ناحية والأيونات الفردية من ناحية أخرى.
   • على سبيل المثال ، جزيء PbI₂ تنقسم إلى أيونات Pb ، وأنا وأخرى (ما عليك سوى معرفة شحنة أيون واحد أو البحث عنها ، لأنك تعلم أن المركب الكلي دائمًا له شحنة متعادلة).
   • اكتب المعادلة 7.1 × 10 = [Pb] [I]
3. اضبط المعادلة لاستخدام المتغيرات. أعد كتابة المعادلة كمسألة جبرية واحدة ، باستخدام معرفتك بعدد الجزيئات أو الأيونات. ضع x مساويًا لكمية المادة التي ستذوب ، وأعد كتابة المتغيرات كأرقام كل أيون بدلالة x.
   • في مثالنا ، نعيد كتابة 7.1 × 10 = [Pb] [I]
   • نظرًا لوجود أيون رصاص واحد فقط (Pb) في المركب ، فإن عدد الجزيئات المركبة الذائبة سيكون مساويًا لعدد أيونات الرصاص الحرة. لذا يمكننا استبدال [Pb] بـ x.
   • نظرًا لوجود اثنين من أيونات اليود (I) لكل أيون رصاص ، يمكننا مساواة عدد ذرات اليود بـ 2x.
   • تقرأ المعادلة الآن 7.1 × 10 = (س) (2 س)
4. ضع في اعتبارك الأيونات الشائعة ، إن وجدت. تخطي هذه الخطوة إذا كنت تقوم بحل المركب في ماء نقي. ومع ذلك ، إذا تم إذابة المركب في محلول يحتوي بالفعل على واحد أو أكثر من الأيونات المكونة ("أيون مشترك") ، تنخفض القابلية للذوبان بشكل كبير. يكون تأثير الأيونات الشائعة أكثر وضوحًا في المركبات غير القابلة للذوبان في الغالب ، وفي هذه الحالات يمكن افتراض أن الغالبية العظمى من الأيونات عند التوازن تأتي من الأيونات الموجودة بالفعل في المحلول. أعد كتابة المعادلة بالتركيز المولي المعروف (مولات لكل لتر ، أو M) للأيونات الموجودة بالفعل في المحلول ، مع استبدال قيمة x التي استخدمتها لهذا الأيون.
   • على سبيل المثال ، إذا تم إذابة مركب الرصاص واليود في محلول يحتوي على 0.2 مولار من كلوريد الرصاص (PbCl₂) ، ثم يمكننا إعادة كتابة المعادلة كما يلي: 7.1 × 10 = (0.2M + x) (2x). وبعد ذلك ، نظرًا لأن 0.2M أعلى تركيزًا من x ، يمكننا إعادة كتابة ذلك بأمان على النحو التالي: 7.1 × 10 = (0.2M) (2x).
5. حل المعادلة. حل من أجل x وتعرف على مدى قابلية المركب للذوبان. نظرًا للطريقة التي يتم بها تحديد ثابت الذوبان ، سيتم التعبير عن إجابتك بعدد مولات المركب المذاب لكل لتر من الماء. قد تحتاج إلى آلة حاسبة للعثور على الإجابة النهائية.
   • ينطبق ما يلي على القابلية للذوبان في الماء النقي ، وليس مع أي أيونات شائعة.
   • 7.1 × 10 = (س) (2 س)
   • 7.1 × 10 = (س) (4x)
   • 7.1 × 10 = 4 س
   • (7.1 × 10) ÷ 4 = س
   • س = ∛ ((7.1 × 10) ÷ 4)
   • س = سوف تذوب 1.2 × 10 مول لكل لتر. هذه كمية صغيرة جدًا ، لذا فأنت تعلم أن هذا المركب ضعيف الذوبان من حيث المبدأ.

الضرورات

• جدول الثوابت لمنتجات الذوبان (K._ص) للاتصالات.

نصائح

• إذا كانت لديك بيانات من التجارب حول درجة انحلال المركب ، فيمكنك استخدام نفس المعادلة لحل ثابت القابلية للذوبان K_ص.

تحذيرات

• لا يوجد تعريف مقبول عالميًا لهذه المصطلحات ، لكن الكيميائيين يتفقون على غالبية المركبات. يمكن وصف بعض الحالات الهامشية المتعلقة بالمركبات التي تحتوي على نسبة كبيرة من الجزيئات المذابة وغير المذابة بجداول ذوبان مختلفة.
• تعطي بعض الكتب المدرسية القديمة NH₄OH مرة أخرى كتكوين قابل للذوبان. هذا غير صحيح؛ كميات صغيرة من NH₄ ويمكن ملاحظة أيونات OH ، ولكن لا يمكن عزلها لتكوين مركب.