Contente

• Dar um passo
• Método 1 de 2: usando regras rápidas
• Método 2 de 2: Cálculo da solubilidade do K._sp
• Necessidades
• Pontas
• Avisos

Em química, a solubilidade é usada para descrever as propriedades de um sólido que é misturado e completamente dissolvido em um líquido, sem deixar partículas não dissolvidas. Apenas os compostos iônicos (carregados) são solúveis. Para fins práticos, memorizar algumas regras ou consultar uma lista de regras é o suficiente para dizer se a maioria dos compostos iônicos permanecerá sólida quando misturada com água, ou se uma quantidade significativa irá se dissolver. Na realidade, algumas moléculas se dissolvem mesmo que você não veja nenhuma mudança, então, para experimentos precisos, você precisará saber como calcular essa quantidade.

Dar um passo

Método 1 de 2: usando regras rápidas

1. Saiba mais sobre compostos iônicos. Cada átomo normalmente tem vários elétrons, mas às vezes eles ganham ou perdem um elétron extra. O resultado é um íon com uma carga elétrica. Quando um íon com carga negativa (um elétron extra) encontra um íon com carga positiva (falta um elétron), eles se unem, assim como as extremidades negativa e positiva de dois ímãs. O resultado é uma ligação iônica.
   • Íons com carga negativa são chamados ânions, e íons com carga positiva cátions.
   • Normalmente, o número de elétrons em um átomo é igual ao número de prótons, onde as cargas elétricas estão em equilíbrio.
2. Conheça a solubilidade. Moléculas de água (H.₂O) têm uma estrutura incomum, com a qual se comportam como um ímã: uma extremidade tem carga positiva, enquanto a outra extremidade é carregada negativamente. Quando você mistura uma ligação iônica com água, esses "ímãs de água" se juntam em torno dela, tentando separar os íons positivos e negativos. Algumas ligações iônicas não são muito firmes; estes são solúvelporque a água vai rasgar e dissolver o vínculo. Outros compostos têm ligações mais fortes e são Insolúvelporque eles podem ficar juntos apesar das moléculas de água.
   • Algumas conexões têm ligações internas que são comparáveis ​​em força à força de tração da água. Essas substâncias são moderadamente solúvel, porque uma parte significativa (mas não todas) das ligações será desfeita.
3. Estude as regras de solubilidade. Como as interações entre os átomos são bastante complexas, nem sempre é intuitivo quais compostos são solúveis e insolúveis. Encontre o primeiro íon no composto na lista abaixo para descobrir como ele geralmente se comporta e, em seguida, verifique as exceções para garantir que o segundo íon não interaja de maneira anormal.
   • Por exemplo, para usar cloreto de estrôncio (SrCl₂), pesquise Sr ou Cl nas etapas em negrito indicadas abaixo. Cl é "solucionável em grande parte", portanto, verifique as exceções abaixo. Sr não é indicado como uma exceção, então SrCl₂ ser solúvel.
   • As exceções mais comuns para cada regra estão listadas abaixo. Existem outras exceções, mas provavelmente você não as encontrará em uma aula ou laboratório comum de química.
4. Os compostos são solúveis quando contêm metais alcalinos, incluindo Li, Na, K, Rb e Cs. Também são chamados de elementos do Grupo IA: lítio, sódio, potássio, rubídio e césio. Quase qualquer composto com qualquer um desses íons é solúvel.
   • Exceção: Li₃PO₄ não é solúvel.
5. Compostos com NO₃, C₂H.₃O₂, NÃO₂, ClO₃ e ClO₄ são solúveis. Estes são os íons nitrato, acetato, nitrito, clorato e perclorato, respectivamente. Observe que o acetato é freqüentemente abreviado com OAc.
   • Exceções: Ag (OAc) (acetato de prata) e Hg (OAc)₂ (acetato de mercúrio) não são solúveis.
   • AgNO₂ e KClO₄ são apenas "parcialmente solúveis".
6. compostos com Cl, Br e I são geralmente solúveis. Os íons cloreto, brometo e iodeto quase sempre formam compostos solúveis, também conhecidos como sais de halogênio.
   • Exceção: Se qualquer um desses se liga com íons de prata (Ag), mercúrio (Hg₂), ou chumbo (Pb), o resultado não é solúvel. O mesmo se aplica aos compostos menos comuns com cobre (Cu) e tálio (Tl).
7. Conexões para SO₄ são geralmente solúveis. O íon sulfato geralmente forma compostos solúveis, mas há várias exceções.
   • Exceções: O íon sulfato forma compostos insolúveis com os seguintes íons: estrôncio Sr, bário Ba, chumbo Pb, prata Ag, cálcio Ca, rádio Ra e diatômico prata Ag₂. Observe que o sulfato de prata e o sulfato de cálcio se dissolvem apenas o suficiente para serem às vezes chamados de moderadamente solúveis.
8. Os compostos com OH ou S não são solúveis. Estes são os íons hidróxido e sulfeto, respectivamente.
   • Exceções: Você se lembra dos metais alcalinos (Grupo I-A) e do quanto eles gostam de formar compostos insolúveis? Li, Na, K, Rb e Cs formam compostos solúveis com íons hidróxido ou sulfeto. Além disso, o hidróxido forma sais solúveis com íons de metais alcalino-terrosos (Grupo II-A): cálcio Ca, estrôncio Sr e bário Ba. Observe que o hidróxido com o composto alcalino-terroso tem moléculas suficientes para se unir e às vezes ser considerado "moderadamente solúvel".
9. Compostos com CO₃ ou PO₄ não são solúveis. Verifique uma última vez para íons carbonato e fosfato e você deve saber o que esperar do composto.
   • Exceções: Esses íons formam compostos solúveis com as substâncias usuais, os metais alcalinos Li, Na, K, Rb e Cs, além do amônio NH₄.

Método 2 de 2: Cálculo da solubilidade do K._sp

1. Procure o produto de solubilidade da constante K._sp. Essa constante é diferente para cada conexão, então você precisará procurá-la em uma tabela em seu livro ou online. Como esses valores são determinados experimentalmente, eles podem variar muito de tabela para tabela, portanto, é melhor usar a tabela em seu livro, se houver. Salvo indicação em contrário, a maioria das tabelas assume uma temperatura ambiente de 25o C.
   • Por exemplo, se você deseja dissolver o iodeto de chumbo (PbI₂), anote a constante de equilíbrio do produto de solubilidade. Se você estiver usando uma tabela em bilbo.chm.uri.edu, use a constante 7,1 × 10.
2. Primeiro, escreva a equação química. Primeiro, determine como o composto se decompõe em íons ao se dissolver. Agora escreva uma equação com K._sp de um lado e os íons individuais do outro.
   • Por exemplo, uma molécula de PbI₂ divide-se nos íons Pb, I e outro I (você só precisa saber ou pesquisar a carga de um íon, porque você sabe que o composto total sempre tem uma carga neutra).
   • Escreva a equação 7,1 × 10 = [Pb] [I]
3. Ajuste a equação para usar variáveis. Reescreva a equação como um único problema de álgebra, usando seu conhecimento do número de moléculas ou íons. Defina x igual à quantidade da substância que se dissolverá e reescreva as variáveis ​​como os números de cada íon em termos de x.
   • Em nosso exemplo, reescrevemos 7,1 × 10 = [Pb] [I]
   • Como há apenas um íon de chumbo (Pb) no composto, o número de moléculas de composto dissolvidas será igual ao número de íons de chumbo livres. Portanto, podemos substituir [Pb] por x.
   • Como existem dois íons de iodo (I) para cada íon de chumbo, podemos igualar o número de átomos de iodo a 2x.
   • A equação agora lê 7,1 × 10 = (x) (2x)
4. Considere íons comuns, se houver. Pule esta etapa se você estiver dissolvendo o composto em água pura. No entanto, se o composto for dissolvido em uma solução que já contém um ou mais dos íons constituintes (um "íon comum"), a solubilidade é significativamente reduzida. O efeito dos íons comuns é mais perceptível em compostos que são principalmente insolúveis e, nesses casos, pode-se presumir que a grande maioria dos íons em equilíbrio vem do íon já presente na solução. Reescreva a equação com a concentração molar conhecida (moles por litro ou M) dos íons já na solução, substituindo o valor de x que você usou para aquele íon.
   • Por exemplo, se nosso composto de chumbo-iodo foi dissolvido em uma solução contendo cloreto de chumbo 0,2 M (PbCl₂), então podemos reescrever a equação como 7,1 × 10 = (0,2M + x) (2x). E então, como 0,2M é uma concentração muito maior do que x, podemos reescrever com segurança como 7,1 × 10 = (0,2M) (2x).
5. Resolva a equação. Resolva x e saiba quão solúvel é o composto. Devido à forma como a constante de solubilidade é definida, sua resposta será expressa como o número de moles do composto dissolvido por litro de água. Você pode precisar de uma calculadora para encontrar a resposta final.
   • O seguinte se aplica à solubilidade em água pura, não com quaisquer íons comuns.
   • 7,1 × 10 = (x) (2x)
   • 7,1 × 10 = (x) (4x)
   • 7,1 × 10 = 4x
   • (7,1 × 10) ÷ 4 = x
   • x = ∛ ((7,1 × 10) ÷ 4)
   • x = 1,2 x 10 moles por litro irá se dissolver. Esta é uma quantidade muito pequena, então você sabe que este composto é, em princípio, pouco solúvel.

Necessidades

• Tabela de constantes para produtos de solubilidade (K._sp) para conexões.

Pontas

• Se você tiver dados de experimentos sobre o grau em que um composto é dissolvido, você pode usar a mesma equação para resolver a constante de solubilidade K_sp.

Avisos

• Não existe uma definição universalmente aceita desses termos, mas os químicos concordam com a maioria dos compostos. Alguns casos marginais em relação aos compostos com uma proporção significativa de moléculas dissolvidas e não dissolvidas podem ser descritos com diferentes tabelas de solubilidade.
• Alguns livros didáticos mais antigos dão NH₄OH novamente como uma composição solúvel. Isso está incorreto; pequenas quantidades de NH₄ e íons OH podem ser observados, mas não podem ser isolados para formar um composto.