Når et ionisk molekyl, som bordsalt, løses opp i vann, skilles det i anioner og kationer. Anioner er atomer eller molekyler som er negativt ladet fordi de har en av flere ekstra elektroner. Kationer er atomer eller molekyler som er positivt ladet fordi de mangler en eller flere elektroner. Det er ikke vanskelig å beregne konsentrasjonen av et ion som resulterer når et ionisk molekyl oppløses i vann, så lenge du kjenner molekylenes løselighetskonstant og konsentrasjonen av det motsatt ladede ion.
Tenk på det ioniske molekylet du studerer, og bestem hvordan det løser seg i vann - hva er de resulterende kationene og anionene. For eksempel gir bly (II) fluorid, PbFl2, blykationer og fluoranioner. Generelt blir molekylformlene til ioniske molekyler skrevet med kationen først.
Slå opp løselighetsproduktets konstant for molekylet ditt. Løselighetsproduktkonstanten er en refleksjon av hvor grundig det ioniske molekylet løses opp i en 1 molar (M) løsning. Den andre lenken i Referanser-delen nedenfor inneholder oppløselighetskonstanter for mange ioniske molekyler. Derfra ser vi at løselighetskonstanten for bly (II) fluor er 1,1 x 10 ^ -7.
Skriv den generelle ligningen for løselighetsproduktets konstant, og fyll deretter ut detaljene for molekylet du studerer. Løselighetsproduktkonstanten for et generisk ionisk molekyl AyBz er:
Løselighet Konstant = (Konsentrasjon av A) ^ y x (Konsentrasjon av B) ^ z
Hvis vi legger en mol PbFl2 til nok vann til å gi oss en total PbFl2-konsentrasjon på 1 Molar (M), vil likningen vår se slik ut:
1,1 x 10 ^ -7 = (Konsentrasjon av Pb-kation) ^ 1 x (Konsentrasjon av fl anion) ^ 2))
Lær konsentrasjonen av enten kation eller anion å løse for den andre. Du kan ikke beregne konsentrasjonen av det ene ionet uten å kjenne det andre. Problemer i kjemibøker vil alltid gi en; på laboratoriet må du måle konsentrasjonen av en av ionene ved hjelp av titrering. I vårt eksempel kan du forestille deg at konsentrasjonen av fluoranionen i løsning var 3,0 x 10 ^ -3 M.
Å løse løselighetens konstante ligning for konsentrasjonen av Pb-kation gir oss:
Konsentrasjon av Pb-kation = 1,1 x 10 ^ -7 / Konsentrasjon av fl anion
Å koble til den kjente konsentrasjonen av Fl-anionen gir utbytte.
Konsentrasjon av Pb-kation = 1,1 x 10 ^ -7 / 1,0 x 10-3 = 1,1 x 10 ^ -10 M
Konsentrasjonen av blykation i en PbFl2-løsning med en fluoridanjonkonsentrasjon på 1,0 x 10 ^ -3M er 1,1 x 10 ^ -10 M.