Cómo determinar la solubilidad: 14 pasos (con imágenes)

La solubilidad se usa en la química para describir las propiedades de un compuesto sólido que se mezcla y se disuelve completamente en un fluido sin dejar las partículas no disueltas. Solo los compuestos iónicos (cargados) son solubles. Para fines prácticos, memorizar algunas reglas o referirse a una lista de ellos es suficiente para decirle si la mayoría de los compuestos iónicos permanecerán sólidos cuando se eliminarán en el agua, o si se disolverá una cantidad significativa. En realidad, algunas moléculas se disolverán incluso si no puede ver el cambio, por lo que para experimentos precisos, es posible que deba saber cómo calcular esta cantidad.

Pasos

Método 1 de 2:

Usando reglas rápidas

1. Aprende sobre los compuestos iónicos. Cada átomo normalmente tiene un cierto número de electrones, pero a veces recogen un electrón extra o pierden uno a través de un proceso conocido como transferencia de electrones. El resultado es un ion, que tiene una carga eléctrica. Cuando un ion con una carga negativa (un electrón extra) se encuentra con un ion con una carga positiva (faltando un electrón), se unen juntos como los extremos negativos y positivos de 2 imanes. El resultado es un compuesto iónico.

Se llaman iones con cargos negativos aniones, Si bien los iones con cargos positivos son cationes.
Normalmente, el número de electrones en un átomo es igual al número de protones, cancelando las cargas eléctricas.

Imagen titulada Determine la solubilidad Paso 2

2. Entender la solubilidad. Moléculas de agua (h₂O) Tener una estructura inusual, lo que los hace similares a un imán: un extremo tiene una carga positiva, mientras que el otro tiene un negativo. Cuando caes un compuesto iónico en el agua, estos agua "imanes" Se reunirá a su alrededor, tratando de separar los iones positivos y negativos.

Algunos compuestos iónicos no están pegados muy bien, estos son soluble Dado que el agua los separará y los disolverá. Otros compuestos están unidos más fuertemente y son insoluble Ya que pueden pegarse a pesar de las moléculas de agua.

Algunos compuestos tienen enlaces internos que son similares en fuerza al tono del agua. Estos se llaman ligeramente soluble, Dado que se separará una cantidad significativa de compuestos, pero el resto permanecerá juntos.

Imagen titulada Determine la solubilidad Paso 3

3. Estudia las reglas de solubilidad. Debido a que las interacciones entre los átomos son bastante complejos, no siempre es intuitivo qué compuestos son solubles y que son insolubles. Busque el primer ion en el compuesto en la siguiente lista para averiguar cómo se comporta generalmente, luego verifique las excepciones para asegurarse de que el segundo iones no tenga una interacción inusual.

Por ejemplo, para comprobar el cloruro de estroncio (SRCL)₂), busque SR o CL en los pasos audaces a continuación. Cl es "usualmente soluble," así que revisa debajo de ella por excepciones. SR no se encuentra como una excepción, por lo que SRCL₂ debe ser soluble.

Las excepciones más comunes a cada regla están escritas debajo de ella. Hay otras excepciones, pero es poco probable que los encuentre en una clase o laboratorio de química típica.

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4. Reconocer que los compuestos son solubles si contienen metales alcalinos. Los metales alcalinos incluyen LI, NA, K, RB y CS. Estos también se llaman los elementos del Grupo IA: litio, sodio, potasio, rubidio y cesio. Casi todos los compuestos que incluyen uno de estos iones es soluble.

Excepción: Li₃correos₄ es insoluble.

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5. Entiende que algunos otros compuestos son solubles. Estos incluyen compuestos de no₃, C₂H₃O₂, NO₂, Clo₃, y clo₄. Respectivamente, estos son los iones de nitrato, acetato, nitrito, clorato y perclorato. Tenga en cuenta que el acetato a menudo se abrevia a OAC.

Excepciones: AG (OAC) (acetato de plata) y HG (OAC)₂ (Acetato de mercurio) son insolubles.

Agno₂ y kclo₄ son solo "ligeramente soluble."

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6. Tenga en cuenta que los compuestos de CL, BR, y yo suelen ser solubles. Los iones de cloruro, bromuro y yoduro casi siempre hacen compuestos solubles, llamados sales halógenas.

Excepción: Si alguno de estos pares con los iones Silver AG, Mercury HG₂, o plomo PB, el resultado es insoluble. Lo mismo ocurre con los compuestos menos comunes hechos de emparejamiento con CUB CU y Thallium TL.

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7. Darse cuenta de que los compuestos que contienen₄ suelen ser solubles. El ion sulfato generalmente forma compuestos solubles, pero hay varias excepciones.

Excepciones: El ion sulfato forma compuestos insolubles con los siguientes iones: Strontium SR, Bario BA, PB de plomo, plata AG, Calcio CA, Radium RA y Diatomic Silver AG₂. Tenga en cuenta que el sulfato de plata y el sulfato de calcio disuelven solo que algunas personas las llamen ligeramente solubles.

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8. Sepa que los compuestos que contienen oh o s son insolubles. Estos son los iones de hidróxido y sulfuro, respectivamente.

Excepciones: Recuerde los metales alcalinos (grupo I-A) y cómo aman formando compuestos solubles? Li, NA, K, RB y CS forman compuestos solubles con los iones de hidróxido o sulfuro. Además, el hidróxido forma sales solubles con los iones alcalinos (grupo II-A): Calcio CA, Strontium SR y Barium BA. Tenga en cuenta que los compuestos resultantes del hidróxido y una tierra alcalina tienen suficientes moléculas que se mantienen unidas a veces a ser consideradas "ligeramente soluble."

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9. Entiende que los compuestos que contienen co₃ o po₄ son insolubles. Una última verificación de iones de carbonato y fosfato, y debe saber qué esperar de su compuesto.

Excepciones: Estos iones forman compuestos solubles con los sospechosos habituales, los metales alcalinos LI, NA, K, RB y CS, así como con el amonio NH₄.

Método 2 de 2:

Calculando la solubilidad del k_sp

1. Busque la constante de solubilidad del producto (k_sp). Esta constante es diferente para cada compuesto, por lo que deberá buscarlo en un gráfico en su libro de texto. Debido a que estos valores se determinan experimentalmente, pueden variar ampliamente entre gráficos, por lo que es mejor ir con la tabla de su libro de texto si tiene uno. A menos que se especifique lo contrario, la mayoría de los gráficos asumen que está trabajando a 25ºC (77ºF).

Por ejemplo, si está disolviendo el yoduro de plomo, o PBI₂, Escribe su constante de solubilidad del producto.

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2. Escribe la ecuación química. Primero, determine cómo el compuesto se divide en iones cuando se disuelve. A continuación, escribe una ecuación con el k_sp por un lado y los iones constituyentes en el otro.

Por ejemplo, una molécula de PBI₂ se divide en los iones pb, yo, y un segundo i. (Solo necesita saber o buscar la carga en 1 ion, ya que sabe que el compuesto total siempre tendrá una carga neutral.)

Escribe la ecuación 7.1 × 10 = [PB] [I]

La ecuación es la constante de solubilidad del producto, que se puede encontrar para los 2 iones en un gráfico de solubilidad. Ya que hay 2 iones, yo está al segundo poder.

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3. Modificar la ecuación para usar variables. Reescribe la ecuación como un problema de álgebra simple, usando lo que conoce sobre el número de moléculas y iones. Establecer x igual a la cantidad del compuesto que se disolverá y volverá a escribir las variables que representan los números de cada iones en términos de x.

En nuestro ejemplo, necesitamos reescribir 7.1 × 10 = [PB] [I]

Dado que hay 1 iones de plomo (PB) en el compuesto, el número de moléculas compuestas disueltas será igual al número de iones de plomo libre. Así que podemos configurar [PB] a X.

Dado que hay 2 iones de yodo (i) para cada iones de plomo, podemos establecer el número de átomos de yodo igual a 2x al cuadrado.

La ecuación es ahora 7.1 × 10 = (x) (2x)

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4. Cuenta para iones comunes, si está presente. Omita este paso si está disolviendo el compuesto en agua pura. Si el compuesto se está disolviendo en una solución que ya contiene uno o más de los iones constituyentes (un "ion común") Sin embargo, la solubilidad se reduce significativamente. El efecto de iones comunes es más notable en los compuestos que son en su mayoría insolubles, y en estos casos puede asumir que la gran mayoría de los iones en el equilibrio provienen del ion ya presente en la solución. Reescribe la ecuación para incluir la concentración molar conocida (moles por litro, o m) de los iones que ya está en la solución, reemplazando el valor de x que usó para ese ion.

Por ejemplo, si nuestro compuesto de yoduro de plomo se disolvió en una solución con 0.2 m de cloruro de plomo (PBCL₂), reescribiríamos nuestra ecuación como 7.1 × 10 = (0.2m + x) (2x). Luego, desde 0.2M es una concentración tan alta que x, podemos reescribirlo con seguridad como 7.1 × 10 = (0.2m) (2x).

Imagen titulada Determine la solubilidad Paso 14

5. Resuelve la ecuación. Resuelve para X, y sabrá lo soluble que el compuesto es. Debido a la forma en que se define la constante de solubilidad, su respuesta será en términos de moles del compuesto disuelto, por litro de agua. Es posible que necesite una calculadora para encontrar la respuesta final.

Lo siguiente es para solubilidad en agua pura, no con ningún iones comunes.

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 se disolverán. Esta es una cantidad muy pequeña, por lo que sabes que este compuesto es esencialmente insoluble.

Video.

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Cosas que necesitarás

Tabla de constantes de producto de solubilidad compuesto (k_sp)

Consejos

Si tiene datos experimentales sobre la cantidad de compuesto disuelto, puede usar la misma ecuación para resolver para la solubilidad constante k_sp.

Advertencias

No hay una definición universalmente aceptada de estos términos, pero los químicos están de acuerdo en la mayoría de los compuestos. Algunos compuestos de casos de borde con cantidades significativas de moléculas disueltas y no disueltas pueden describirse de manera diferente mediante diferentes tablas de solubilidad

Algunos libros de texto más antiguos enumeran NH₄Oh como un compuesto soluble. Esto es incorrecta- pequeñas cantidades de NH₄ y se pueden detectar iones OH, pero no se pueden aislar para formar un compuesto.