Dalam kimia, kelarutan digunakan untuk menerangkan sifat sebatian pepejal yang dicampur dan dilarutkan sepenuhnya dengan cecair tanpa meninggalkan zarah yang tidak larut. Hanya sebatian terionisasi (bermuatan) yang boleh larut. Untuk kemudahan, anda boleh menghafal beberapa peraturan atau merujuk senarai untuk melihat apakah sebilangan besar sebatian pepejal akan tetap padat ketika diletakkan di dalam air atau akan larut dalam jumlah yang banyak. Sebenarnya, beberapa molekul akan larut walaupun anda tidak dapat melihat perubahannya. Agar percubaan dapat dilakukan dengan tepat, anda mesti tahu cara mengira jumlah yang telah dibubarkan.
Langkah
Kaedah 1 dari 2: Menggunakan Peraturan Pantas
Langkah 1. Kaji sebatian ion
Biasanya setiap atom mempunyai sebilangan elektron. Walau bagaimanapun, kadangkala atom memperoleh atau kehilangan elektron. Hasilnya adalah ion yang dicas elektrik. Apabila ion bercas negatif (mempunyai satu elektron tambahan) menemui ion bermuatan positif (kehilangan elektron), kedua-dua ion itu bersatu seperti kutub positif dan negatif magnet, menghasilkan sebatian ion.
- Ion bercas negatif dipanggil anion, sementara ion bermuatan positif dipanggil kation.
- Dalam keadaan normal, bilangan elektron sama dengan bilangan proton dalam atom sehingga menafikan cas elektriknya.
Langkah 2. Fahami topik keterlarutan
Molekul air (H2O) mempunyai struktur luar biasa yang serupa dengan magnet. Satu hujung mempunyai cas positif, sementara hujung yang lain dikenakan cas negatif. Apabila sebatian ion diletakkan di dalam air, "magnet" air akan mengelilinginya dan cuba menarik dan memisahkan ion positif dan negatif. Ikatan dalam sebatian ion tidak terlalu kuat. Sebatian seperti itu larut dalam air kerana air akan memisahkan ion dan melarutkannya. Sebilangan sebatian lain mempunyai ikatan yang lebih kuat sehingga tidak larut dalam air walaupun dikelilingi oleh molekul air.
Pelbagai sebatian lain mempunyai ikatan dalaman yang sama kuatnya dengan daya daya menarik molekul. Sebatian seperti itu dipanggil sedikit larut dalam air kerana sebahagian besar kompaun tertarik dengan air, tetapi selebihnya masih bersatu.
Langkah 3. Ketahui peraturan mengenai kelarutan
Interaksi interatomik cukup kompleks. Sebatian yang larut atau tidak larut dalam air tidak dapat dilihat secara intuitif. Cari ion pertama dalam sebatian yang perlu dicari dalam senarai di bawah untuk menentukan kelakuannya. Seterusnya, periksa pengecualian untuk memastikan bahawa ion kedua tidak mempunyai interaksi yang luar biasa.
- Contohnya, untuk memeriksa Strontium Chloride (SrCl2), cari Sr atau Cl dalam langkah-langkah tebal di bawah. Cl adalah "biasanya larut dalam air," jadi periksa yang berikutnya untuk pengecualian. Sr tidak termasuk dalam pengecualian sehingga SrCl2 pasti larut dalam air.
- Pengecualian yang paling biasa untuk setiap peraturan disenaraikan di bawah. Terdapat beberapa pengecualian lain, tetapi mereka mungkin tidak akan dijumpai di makmal atau kelas kimia secara umum.
Langkah 4. Sebatian boleh dilarutkan jika mengandungi logam alkali, termasuk Li+, Na+, K+, Rb+, dan Cs+.
Unsur-unsur ini juga dikenali sebagai unsur kumpulan IA: lithium, sodium, potassium, rubidium, dan cesium. Hampir semua sebatian yang mengandungi salah satu ion ini larut dalam air.
-
Pengecualian:
Li3PO4 tidak larut dalam air.
Langkah 5. BIL. Sebatian3-, C2H3O2-, TIDAK2-, ClO3-, dan ClO4- larut dalam air.
Nama masing-masing adalah ion nitrat, asetat, nitrit, klorat, dan perklorat. Perhatikan bahawa asetat sering dipendekkan menjadi OAC.
-
Pengecualian:
Ag (OAc) (Aset perak) dan Hg (OAc)2 (merkuri asetat) tidak larut dalam air.
- AgNO2- dan KClO4- hanya "sedikit larut dalam air."
Langkah 6. sebatian Cl-, Br-, dan saya- biasanya sedikit larut dalam air.
Ion klorida, bromida, dan iodida selalu membentuk sebatian larut dalam air yang disebut garam halida.
-
Pengecualian:
Sekiranya salah satu ion ini mengikat ion perak Ag+, merkuri Hg22+, atau memimpin Pb2+, sebatian yang dihasilkan tidak larut dalam air. Perkara yang sama berlaku untuk sebatian yang kurang biasa, iaitu pasangan Cu+ dan thallium Tl+.
Langkah 7. Sebatian yang mengandungi SO42- umumnya larut dalam air.
Ion sulfat biasanya membentuk sebatian larut dalam air, tetapi terdapat beberapa pengecualian.
-
Pengecualian:
Ion sulfat membentuk sebatian tidak larut dalam air dengan: strontium Sr2+, barium Ba2+, memimpin Pb2+, perak Ag+, kalsium Ca2+, radium Ra2+, dan perak diatomik Ag22+. Perhatikan bahawa sulfat perak dan kalsium sulfat cukup larut sehingga ada yang menyebutnya sedikit larut dalam air.
Langkah 8. Sebatian yang mengandungi OH- atau S2- tidak larut dalam air.
Ion di atas dinamakan hidroksida dan sulfida.
-
Pengecualian:
Ingat tentang logam alkali (Kumpulan I-A) dan seberapa mudah ion dari unsur dalam kumpulan tersebut membentuk sebatian larut dalam air? Li+, Na+, K+, Rb+, dan Cs+ akan membentuk sebatian larut air dengan ion hidroksida atau sulfida. Selain itu, hidroksida juga membentuk garam larut dalam air dengan ion bumi alkali (Kumpulan II-A): kalsium Ca2+, strontium Sr2+, dan barium Ba2+. Perhatikan bahawa sebatian yang dihasilkan dari hidroksida dan bumi beralkali masih mempunyai molekul yang cukup terikat sehingga kadang-kadang disebut "sedikit larut dalam air."
Langkah 9. Sebatian yang mengandungi CO32- atau PO43- tidak larut dalam air.
Satu lagi pemeriksaan untuk ion karbonat dan fosfat. Anda mesti sudah tahu apa yang akan berlaku pada sebatian ion.
-
Pengecualian:
Ion-ion ini membentuk sebatian larut dalam air dengan logam alkali, iaitu Li+, Na+, K+, Rb+, dan Cs+, seperti NH ammonium4+.
Kaedah 2 dari 2: Mengira Kelarutan Melalui Ksp
Langkah 1. Cari pemalar kelarutan produk Ksp.
Setiap kompaun mempunyai pemalar yang berbeza, anda mesti mencarinya dalam jadual di buku teks anda atau dalam talian. Oleh kerana nilainya ditentukan secara eksperimen, jadual yang berlainan dapat memaparkan pemalar yang berbeza. Sebaiknya gunakan jadual dalam buku teks jika anda memilikinya. Kecuali dinyatakan sebaliknya, kebanyakan jadual menganggap bahawa suhu adalah 25ºC.
Sebagai contoh, jika yang dilarutkan adalah plumbum iodida PbI2, tulis pemalar keterlarutan produk. Apabila merujuk jadual di bilbo.chm.uri.edu, gunakan pemalar 7, 1 × 10–9.
Langkah 2. Tuliskan persamaan kimia
Pertama, tentukan proses di mana sebatian itu dipisahkan menjadi ion apabila dilarutkan. Kemudian, tulis persamaan kimia dengan Ksp di satu sisi dan ion konstituen di sisi lain.
- Contohnya, molekul PbI2 terbahagi kepada ion Pb2+, Saya-, dan I. ion-. (Anda hanya perlu mengetahui atau mencari cas pada satu ion kerana kompaun secara keseluruhan mempunyai cas neutral.)
- Tuliskan persamaan 7, 1 × 10–9 = [Hlm2+] [Saya-]2
Langkah 3. Tukar persamaan untuk menggunakan pemboleh ubah
Tulis semula persamaan sebagai masalah algebra sederhana dengan menggunakan pengetahuan mengenai bilangan molekul dan ion. Dalam persamaan ini x ialah bilangan sebatian larut. Tulis semula pemboleh ubah yang mewakili bilangan setiap ion dalam bentuk x.
- Dalam contoh ini, persamaan ditulis semula sebagai 7, 1 × 10–9 = [Hlm2+] [Saya-]2
- Kerana ada satu ion plumbum (Pb2+dalam sebatian, bilangan molekul sebatian yang dilarutkan adalah sama dengan bilangan ion plumbum bebas. Sekarang kita boleh menulis [Hlm2+] melawan x.
- Oleh kerana terdapat dua ion yodium (I-) bagi setiap ion plumbum, bilangan atom yodium boleh ditulis sebagai 2x.
- Sekarang persamaannya adalah 7, 1 × 10–9 = (x) (2x)2
Langkah 4. Ambil kira ion lain yang biasanya ada jika boleh
Langkau langkah ini jika sebatian itu dilarutkan dalam air tulen. Apabila sebatian dilarutkan dalam larutan yang sudah mengandungi satu atau lebih ion konstituen ("ion biasa") kelarutannya akan meningkat dengan ketara. Kesan ion am dilihat paling baik dalam sebatian yang sebahagian besarnya tidak larut dalam air. Dalam kes ini dapat diasumsikan bahawa kebanyakan ion pada keseimbangan berasal dari ion yang sudah ada dalam larutan. Tulis semula persamaan bagi tindak balas untuk memasukkan kepekatan molar yang diketahui (mol per liter atau M) ion yang sudah ada dalam larutan, sehingga menggantikan nilai x yang digunakan untuk ion.
Contohnya, jika sebatian plumbum iodida dilarutkan dalam larutan yang mengandungi 0.2 M plumbum klorida (PbCl2) maka persamaan akan menjadi 7, 1 × 10–9 = (0, 2M + x) (2x)2. Kemudian, kerana 0.2 M adalah kepekatan yang lebih pekat daripada x, persamaan boleh ditulis semula sebagai 7.1 × 10–9 = (0, 2M) (2x)2.
Langkah 5. Selesaikan persamaan
Selesaikan x untuk mengetahui seberapa larut sebatian itu di dalam air. Oleh kerana pemalar kelarutan telah ditentukan, jawapannya adalah dari segi bilangan mol sebatian yang dilarutkan per liter air. Anda mungkin memerlukan kalkulator untuk mengira jawapan akhir.
- Jawapan berikut adalah untuk kelarutan dalam air tulen, tanpa ion biasa.
- 7, 1×10–9 = (x) (2x)2
- 7, 1×10–9 = (x) (4x2)
- 7, 1×10–9 = 4x3
- (7, 1×10–9) 4 = x3
- x = ((7, 1 × 10–9) ÷ 4)
- x = 1, 2 x 10-3 mol per liter akan larut. Jumlah ini sangat kecil sehingga pada dasarnya tidak larut dalam air.
