Liukoisuus-ja ionitulo Kaarina Vakkala 15.11.2009
Liukoisuustulo Johtaminen: PbI2(s) Pb2+(aq) + 2 I-(aq) K = │× [PbI2] Ks = K × [PbI2] = [Pb2+] × [I-]2 = liukoisuustulo Liukoisuustulon lauseke: MaXb(s) a Mr+(aq) + b Xs-(aq) Ks = [Mr+]a × [Xs-]b
Esimerkki 1. Kylläisen lyijyjodidiliuoksen konsentraatio on 0,0015 mol/l. Laske Ks(PbI2). PbI2(s) Pb2+(aq) + 2 I-(aq) [PbI2] = [Pb2+] = 0,0015 mol/l [I-] = 2 × [Pb2+] = 0,0030 mol/l Ks = [Pb2+] [I-]2 = 0,0015 mol/l × (0,0030 mol/l)2 ≈ 1,35 × 10-8 (mol/l)3 ≈ 1,4 × 10-8 (mol/l)3
Esimerkki 2. Järjestä suolat kasvavan liukoisuuden mukaiseen järjestykseen. CuI(s) Ks = 5,0 × 10-12 (mol/dm3)2 AgI(s) Ks = 8,5 × 10-17 (mol/dm3)2 CaSO4(s) Ks = 4,9 × 10-5 (mol/dm3)2 Jokainen vertailtavista suoloista tuottaa veteen liuetessaan kaksi ionia kaavayksikköä kohti: suola(s) kationi(aq) + anioni(aq), joten suolojen liukoisuustulon lauseke on muotoa: Ks = [kationi] [anioni] = x mol/dm3 × x mol/dm3 = x2 (mol/dm3)2 Ja liukoisuus edelleen: x = mol/dm3 . Siten järjestys annettujen liukoisuustulojen perusteella: AgI(s) ˂ CuI(s) ˂ CaSO4(s)
Esimerkki 3. Mikä on kylläisessä kalsiumsulfaattiliuoksessa olevien kalsium- ja sulfaatti-ionien konsentraatio. Liuoksessa ei ole muista yhdisteistä peräisin olevia kalsium- ja sulfaatti-ioneja. Ks(CaSO4) = 4,9 × 10-5 (mol/l)3 Ratkaisu Kalsiumsulfaatti liukenee veteen seuraavasti: CaSO4(s) Ca2+(aq) + SO42-(aq) Kylläisessä kalsiumsulfaattiliuoksessa on: [Ca2+] × [SO42-] = 4,9 × 10-5 (mol/l)3 x × x = 4,9 × 10-5 (mol/l)3 eli x2 = 4,9 × 10-5 (mol/l)3 josta x = 0,0070 mol/l [Ca2+] = [SO42-] = 0,0070 mol/l.
Esimerkki 4. Mikä on kylläisen kalsiumhydroksidiliuoksen pH? Kalsiumhydroksidin liukoisuustulo Ks = 5,5 × 10-6 (mol/l)3. Kalsiumhydroksidi liukenee veteen seuraavasti: Ca(OH)2(s) Ca2+ (aq) + 2 OH-(aq) Ks = [Ca2+] [OH-]2 = x(2x)2 = 5,5 × 10-6 (mol/l)3 4x3 = 5,5 × 10-6 (mol/l)3 x ≈ 0,011 mol/l [OH-] = 2x =0,022 mol/l ja pOH ≈ 1,70 ja pH = 14-1,70 = 12,30