BMW - LES 10 - Oplosbaarheid (ed. 2023)

MODULE 3 – Chemisch Evenwicht

  • Les 10 – Oplosbaarheid en oplosbaarheidsproduct

  • Docent: Prof. Dr. P. Van Der Voort

  • Studierichting: Algemene Chemie, 1ste bachelor biomedische wetenschappen

  • Instituut: COMOC – Center for Ordered Materials, Organometallics and Catalysis

Oplosbaarheid en Oplosbaarheidsproduct

  • Molaire oplosbaarheid (S): Dit is de maximale hoeveelheid mol van een stof die bij een bepaalde temperatuur kan worden opgelost in 1 liter oplossing.

  • Variabiliteit in oplosbaarheid: De oplosbaarheid is geen constante waarde en hangt af van specifieke factoren.

  • Oplosbaarheidsproduct (Ks): Dit is de evenwichtsconstante van de dissociatiereactie van een weinig oplosbaar zout. Hierbij geldt de formule:

    [ ext{AmBn (s)} \rightleftharpoons m \text{An}^{+} (aq) + n \text{Bm}^{-} (aq) ][ K_s = K_{ev} = [ ext{An}^{+}]^m imes [ ext{Bm}^{-}]^n ]

    • De noemer valt weg aangezien de activiteit van een heterogene vaste stof gelijk is aan 1.

Voorbeelden

  • Oplosbaarheid van AgI: 2,14 x 10^{-7} gram per 100 ml. Wat is het oplosbaarheidsproduct?

  • Oplosbaarheid van Cd(OH)2: 1,46 x 10^{-4} gram per 100 ml. Wat is het oplosbaarheidsproduct?

Specifieke Oplosbaarheidsproducten

  • Oplosbaarheidsproduct van Ag2S: Ks = 6,00 x 10^{-50}. Wat is de oplosbaarheid van Ag2S in gram per 100 ml?

Oefening

  • Rangschikking zouten: Rangschik de volgende zouten volgens oplosbaarheid:

    • CuS Ks = 8,5 x 10^{-45}

    • Ag2S Ks = 1,6 x 10^{-49}

    • Bi2S3 Ks = 1,1 x 10^{-73}

Algemene Formules

  • Voor een zout AmBn geldt:[ ext{AmBn} \rightleftharpoons m \text{An}^{+} + n \text{Bm}^{-} ][ K_s = [ ext{An}^{+}]^m imes [ ext{Bm}^{-}]^n ][ K_s = (mS)^m imes (nS)^n = K_s^m n^n S^{m+n} ]

    • De molaire oplosbaarheid S kan worden uitgedrukt als: [ S = (K_s)^{\dfrac{1}{m+n}} ]

Gemeenschappelijk Ion Effect

  • Dit effect demonstratie het principe van Le Châtelier.

  • Voorbeeld: Bepaal hoeveel gram PbI2 oplost in 100 ml in de volgende oplossingen:

    • Zuiver water

    • 0,01 M Pb(NO3)2

    • Gegeven: Ks(PbI2) = 6,46 x 10^{-9} bij 25°C.

Gelijktijdige Oplosbaarheid

  • Berekening: Van de gelijktijdige oplosbaarheid van CaF2 en SrF2.

    • Gegeven: Ks(CaF2)= 3,9 x 10^{-11}, Ks(SrF2)= 2,9 x 10^{-9}

Invloed van de pH

  • Studie: Bepaal de molaire oplosbaarheid van AgCN in een bufferoplossing met pH = 3.

Scheiding Ionen door Selectieve Neerslag (1)

  • Opstelling: 0,1 M Ag+-ionen en 0,1 M Ni2+-ionen met toevoeging van NaOH.

  • Voor vragen:

    • Welke neerslag wordt eerst gevormd?

    • Wat zijn de concentraties van [OH-]?

    • Krimp als tweede stof begint te neerslaan?

    • Gegeven: Ks(AgOH) = 1,5 x 10^{-8} en Ks(Ni(OH)2) = 1,6 x 10^{-14}.

Stabiliteitsconstanten en Dissociatieconstanten

  • Complexen: Caminatie binding, gebruik in analytische chemie om neerslagen op te lossen.

  • Voor de stabiliteitsconstante:[ Ag^+ (aq) + 2 NH_3 (aq) \rightleftharpoons [Ag(NH_3)2]^+ ] = 1,7 x 10^{7} [ K{stab} = \frac{[Ag(NH_3)_2]^+}{[Ag^+][NH_3]^2} ]

  • Dissociatieconstanten: Het reciproke van stabiliteitsconstanten.