Kapitel 16. Löslighet och komplex

Kapitel 16 Löslighet och komplex

En stalagmit "The Totem Pole" är ca 11 m hög och finns i grottan Big Room i Carlsbad Caverns National Park, New Mexico Fred Hirschmann/Science Faction/Getty Images Copyright Cengage Learning. All rights reserved. 16 4

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Havsvatten (vattnet i oceanerna) Salinitet: 35 PSU 35 g per kg vatten Nästan enbart NaCl Densitet 1.025 g/ml Fryspunkt -2 C Wikipedia Copyright Cengage Learning. All rights reserved 5

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Löslighetsjämvikter För fasta jonföreningar som delvis löser sig i vatten (begränsad löslighet). Bi 2 S 3 (s) 2Bi 3+ (aq) + 3S 2 (aq) K sp = löslighetsprodukt K sp = [Bi 3+ ] 2 [S 2 ] 3 Copyright Cengage Learning. All rights reserved 7

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Löslighetsprodukt Löslighetsprodukten (K sp ) är en jämviktskonstant som har ett värde för en given reaktion vid en viss temperatur. Lösligheten uttryckt i M eller g/l är bara en jämviktsposition. Bi 2 S 3 (s) 2Bi 3+ (aq) + 3S 2 (aq) 3+ 2 S 2 3 K = Bi sp Copyright Cengage Learning. All rights reserved 9

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Övning Beräkna lösligheten för silverklorid i vatten. K sp = 1.6 10 10 1.3 10-5 M Beräkna lösligheten för silverfosfat i vatten. K sp = 1.8 10 18 1.6 10-5 M Copyright Cengage Learning. All rights reserved 10

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Konceptkoll Då man jämför olika salters löslighet vid samma temperatur, betyder ett högre värde på K sp automatiskt en högre löslighet? Nej Copyright Cengage Learning. All rights reserved 11

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Konceptkoll Hur hög är lösligheten för silverklorid i vatten jämfört med lösligheten i en sur lösning som har 1) surgjorts genom att addera salpetersyra 2) surgjorts genom att addera saltsyra 1) Lösligheterna är lika stora. 2) Lösligheten i saltsyra är lägre. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 12

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Konceptkoll Hur hög är lösligheten av silverfosfat i vatten jämfört med lösligheten i en sur lösning som har surgjorts med salpetersyra? Silverfosfat har högre löslighet i en sur lösning. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 13

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Konceptkoll Är värdet på K sp för silverfosfat i vatten annorlunda jämfört med silverfosfat i en sur lösning som surgjorts med salpetersyra? Nej! Värdet på K sp är detsamma. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 14

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Övning Beräkna lösligheten för AgCl (K sp = 1.6 10 10 ) i: a) 100.0 ml 4.00 x 10-3 M kalciumklorid. 2.0 10-8 M b) 100.0 ml 4.00 x 10-3 M kalciumnitrat. 1.3 10-5 M Copyright Cengage Learning. All rights reserved 15

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Löslighetsprodukt Lösligheten = s = koncentrationen av Bi 2 S 3 som löser sig, som är lika med ½ [Bi 3+ ] och 1/3 [S 2 ]. Märk: K sp är konstant (vid en given temperatur) s är variabel (speciellt i närvaro av en gemensam jon) Copyright Cengage Learning. All rights reserved 16

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Övning Beräkna lösligheten av koppar(ii)jodat, Cu(IO 3 ) 2, i rent vatten vid 25 C. Saltets löslighetsprodukt vid 25 C har värdet 1.4 x 10-7 Copyright Cengage Learning. All rights reserved 17

Avsnitt 16.1 Löslighetsjämvikter och löslighetsprodukt Övning Beräkna lösligheten av kalciumfluorid, CaF 2, i en vattenlösning innehållande 0.025 M NaF vid 25 o C. K sp för CaF 2 vid 25 o C har värdet 4.0 x 10-11 Copyright Cengage Learning. All rights reserved 18

Avsnitt 16.2 Atomic Utfällning Masses och kvalitativ analys Utfällning (då man blandar lösningar med olika jonslag) Q > K sp ; utfällning sker tills koncentrationerna sjunker till de som motsvarar K sp. Q < K sp ; ingen utfällning sker. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 19

Avsnitt 16.2 Atomic Utfällning Masses och kvalitativ analys Selektiv utfällning (av olika metalljoner i vattenlösning) Använd ett reagens som bildar en fällning med endast en eller några få av metalljonerna bladningen. Exempel: En lösning innehåller Ba 2+ och Ag + -joner. Genom att tillföra NaCl fäller man ut Ag + (till AgCl) medan Ba 2+ blir kvar i lösningen. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 20

Avsnitt 16.2 Atomic Utfällning Masses och kvalitativ analys Separera Cu 2+ och Hg 2+ från Ni 2+ och Mn 2+ med H 2 S Vid lågt ph är [S 2 ] relativt lågt och endast mycket svårlösliga HgS och CuS fälls ut. När OH tillförs och minskar [H + ] ökar [S 2 ] varpå även MnS och NiS fälls ut. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 21

Avsnitt 16.3 The Jämvikter Mole med lösningskomplex Komplexjämvikter Komplex är laddade partiklar med en metalljon omgiven av ligander. Ligander är Lewisbaser Jämviktskonstanter kallas stabilitetskonstanter. Jämviktskonstanter finns för varje enstaka ligand som binder till centraljonen I vattenlösningen. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 25

Avsnitt 16.3 The Jämvikter Mole med lösningskomplex Komplexjämvikter för berylliumfluorid Be 2+ (aq) + F (aq) BeF + (aq) K 1 = 7.9 x 10 4 BeF + (aq) + F (aq) BeF 2 (aq) K 2 = 5.8 x 10 3 BeF 2 (aq) + F (aq) BeF 3 (aq) K 3 = 6.1 x 10 2 BeF 3 (aq) + F (aq) BeF 4 2 (aq) K 4 = 2.7 x 10 1 Copyright Cengage Learning. All rights reserved 26

Avsnitt 16.3 The Jämvikter Mole med lösningskomplex Komplexjämvikter och löslighet Två strategier för upplösning av svårlösliga jonföreningar. Om anjonen i jonföreningen är en bas kan lösligheten ökas genom att göra surgöra lösningen. Om anjonen i jonföreningen inte är en tillräckligt stark bas kan lösligheten ökas genom att tillföra en ligand som bildar en stabil komplexjon med katjonen. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 29

Avsnitt 16.3 The Jämvikter Mole med lösningskomplex Konceptkoll Beräkna lösligheten för silverklorid i 10.0 M ammoniak med hjälp av följande information: K sp (AgCl) = 1.6 x 10 10 Ag + + NH 3 AgNH + 3 K = 2.1 x 10 3 AgNH 3+ + NH 3 Ag(NH 3 ) 2+ K = 8.2 x 10 3 0.48 M Vad blir då den återstående koncentrationen av NH 3 i den lösningen. 9.0 M Copyright Cengage Learning. All rights reserved 30