Introduction à la constante de produit de solubilité et de solubilité

– Il existe de nombreux composés ioniques qui ne sont que légèrement solubles dans l’eau. Et le chlorure de plomb deux est l’un de ces composés ioniques. Alors disons que nous avons ajouté 10 grammes de plomb deux chlorure à 50 millilitres d’eau à une température de 25 degrés Celsius. Et disons que seulement 0,22 gramme de plomb deux chlorure se dissolvent. Très bien, donc la majeure partie du chlorure de plomb-deux n’est pas dissoute et nous pouvons aller de l’avant et le montrer dans notre bécher ici. Alors disons que cela représente notre chlorure de plomb deux non dissous, n’est-ce pas? Il s’agit donc d’un solide dans notre bécher. Certains des deux chlorures de plomb se dissolvent, une petite quantité. Seulement .22 grammes, nous allons donc en avoir ions en solution. Nous allons avoir des ions plomb deux plus en solution, des anions PB deux plus et des anions chlorure, Cl moins. Donc, ce n’est qu’une petite image de ce qui se passe, non? Nous avons maintenant une solution saturée de chlorure de plomb deux. Nous avons une solution saturée. Nous avons donc des ions en solution et nous avons une grande quantité de chlorures de plomb deux non dissous. Très bien, dans la partie A, notre travail consiste à calculer la solubilité du chlorure de plomb deux dans l’eau à 25 degrés Celsius. Et d’abord, nous « allons trouver la solubilité en grammes par litre. Très bien, donc en grammes par litre, .22 grammes dissous. Donc .22 grammes dissous dans 50 millilitres d’eau. Si nous déplaçons notre décimale un, deux, trois que » s .05 litres. C’est donc 0,05 litre. .22 divisé par .05 équivaut à 4,4 grammes par litre. Voilà donc la solubilité. Et la solubilité est le nombre de grammes de soluté dans un litre d’une solution saturée. Donc, si vous aviez un litre d’eau, vous ne pouviez dissoudre qu’environ 4,4 grammes de chlorure de plomb deux dans un litre de solution. C’est pourquoi il ne s’agit que d’un composé ionique légèrement soluble. Une petite quantité se dissout. Très bien, nous pourrions également trouver la solubilité en moles par litre, qui serait la solubilité molaire. Donc, nous connaissons les grammes, nous savons que les grammes représentent 0,22 grammes. Nous avons donc 0,22 grammes ici. Pour trouver des grains de beauté, nous devons connaître la masse molaire. Donc, pour le chlorure de plomb deux, nous avons du plomb avec une masse molaire de 207,2. Nous avons donc 207,2. A cela, nous devons ajouter deux fois 35,45 car nous avons deux chlore, à droite, PbCl2. Donc, deux fois 35,45. Deux fois 35,45 font 70,9. Si nous ajoutons cela à 207,2, nous obtenons 278,1 grammes par mole. C’est la masse molaire de PbCl2. Donc, si nous divisons les grammes par les grammes par mole, nous divisons les grammes par 278,1 grammes par mole, nos grammes s’annuleraient. Nous en aurions un sur un sur les grains de beauté. Donc, cela nous dirait combien de grains de beauté. Alors sortons le calculateur et faisons ceci. Donc, nous avons .22 grammes divisé par 278,1 et cela nous donne .00079 moles. Donc, si j’arrondis, nous obtiendrions .00079 moles. Nous essayons de trouver la solubilité molaire, nous devons donc diviser les moles par litres. Et nous avons déjà vu que le litre était de 0,05, nous devons donc diviser cela par 0,05 litre. Nous allons continuer et utiliser le nombre arrondi ici. Donc .00079 divisé par .05 nous donne une solubilité molaire de .0158, que je vais arrondir à .016. Donc c’est égal à 0,016 et ce serait molaire, non? Moles sur litres est la molarité. Voici donc la molarsolubilité du chlorure de plomb deux dans l’eau à 25 degrés Celsius. Vous devez vous assurer de spécifier la température car, évidemment, si vous changez la température, vous modifiez la quantité de candissolve dans l’eau. Très bien, c’est donc l’idée de solubilité et de solubilité molaire. Dans la partie B, notre objectif est de calculer la constante du produit de solubilité, Ksp, à 25 degrés Celsius pour le chlorure de plomb deux. Ksp est en fait juste une constante d’équilibre. Alors pensons à propos d’un équilibre de solubilité. Pensons à cette image ici. Nous avons donc une solution saturée de chlorure de plomb deux et notre solution est en contact avec notre solide, le chlorure de plomb deux, ici. Et à l’équilibre, le taux de dissolution est égal au taux de précipitation. Donc la vitesse à laquelle le solide se transforme en ions est la même que la vitesse à laquelle les ions se transforment en solide. Alors allons-y et représentons cela ici. PbCl2, plomb deux chlorure est notre solide. Et nos ions sont Pb deux plus en solution et Cl moins. Nous devons équilibrer cela, nous avons donc besoin d’un deux ici devant notre anion chlorure, et tout le reste en obtiendrait un. Donc, si nous essayons de trouver notre constante d’équilibre, Ksp, nous devons commencer par une table de glace. Nous allons donc commencer avec une concentration initiale. Donc une concentration initiale, alors nous devons penser au changement, et enfin, nous pouvons trouver des concentrations d’équilibre. Alors faisons comme si rien ne s’est encore dissous. Alors faisons comme si nous n’avions pas encore fabriqué notre solution, notre solution saturée. Ainsi, nos concentrations initiales seraient nulles pour nos produits. D’accord, ensuite, nous devons réfléchir de notre plomb, deux chlorures se dissolvent.C’est donc la concentration de chlorure de plomb deux que nous allons perdre ici. Nous allons donc perdre une concentration molaire de 016 de plomb deux chlorures. Et nous allons supposer que tout le plomb deux chlorure qui se dissocie se dissocie complètement en ions. Donc, pour chaque mole de chlorure de plomb deux qui se dissout, nous obtenons une mole de plomb deux ions plus en solution. Donc, si nous perdons 0,016 pour la concentration de chlorure de plomb deux, nous gagnons 0,016 pour la concentration de plomb deux plus. Et pour l’anion chlorure, cette fois, notre rapport molaire était de un à deux, nous devons donc multiplier ce nombre par deux. Donc, 0,016 fois deux est égal à 0,032. Nous gagnons donc 0,032 mole pour la concentration d’anions chlorure lorsque le PbCl2 soluble dans l’eau se dissout. Donc, à l’équilibre, nous devrions avoir une concentration de plomb deux ions plus est de 0,016 molaire et notre concentration de chlorures devrait être de 0,032 molaire. Et maintenant nous sommes prêts à écrire notre expression d’équilibre. Donc, nous écrivons K, et comme c’est un équilibre de solubilité, nous allons écrire Ksp. Donc Ksp est égal à – rappelons-nous la concentration des produits sur les réactifs et ceux-ci, nous devons également penser aux coefficients. Alors pensons à notre produits en premier. Pb deux plus, donc nous avons la concentration de Pb deux plus et nous allons élever la concentration à la puissance du coefficient et ici notre coefficient est un. Nous allons donc élever cela à la première puissance. Ensuite, nous allons multiplier la concentration par la concentration d’anions chlorure, donc Cl moins, et ensuite nous allons élever la concentration à la puissance du coefficient. Donc, ici notre coefficient est un deux, donc nous allons élever cela à la deuxième puissance. Très bien, c’est la concentration de vos réactifs, mais là où nous avons un solide pur. Rappelez-vous, nous omettons les liquides purs et les solides purs de expressions d’équilibre, c’est donc notre expression d’équilibre. La constante du produit de solubilité, Ksp, est égale à la concentration d’ions plomb deux plus à la première puissance multipliée par la concentration d’anions chlorure à la deuxième puissance. Et donc maintenant nous pouvons résoudre pour Ksp parce que nous connaissons les concentrations d’équilibre de nos ions. Nous pouvons brancher ces nombres. Donc c’était 0,016 pour le plomb deux plus et c’était 0,032 pour Cl moins. Nous pouvons donc maintenant résoudre pour Ksp. Ksp est égal à 0,016 pour le premier puissance multipliée par 0,032 à la deuxième puissance. Nous pouvons sortir la calculatrice et continuer et faire ceci. .032 fois au carré .016 nous donne 1,6 fois 10 au moins cinq. Cela équivaut donc à 1,6 fois 10 au moins cinq. De sorte que est la constante du produit de solubilité, Ksp, du plomb deux chlorure mangez 25 degrés Celsius. Maintenant, je devrais dire que j’ai vu des valeurs différentes pour Ksp, pour le deux chlorure de plomb à cette température. Et donc vous pourriez en voir un différent si vous cherchez dans un autre manuel, mais pour moi ce n’est pas la chose importante. Pour moi, l’important est de comprendre comment calculer Ksp en pensant à – en écrivant une expression d’équilibre et en pensant aux concentrations d’équilibre de vos produits, de vos ions. Et enfin, parlons simplement de ce qui se passerait si nous avions essayé de dissoudre 100 grammes au lieu de nos 10 grammes originaux de chlorure de plomb deux dans le même volume d’eau et à la même température. Remontons jusqu’au début . Nous essayons donc de faire 100 grammes au lieu de 10 cette fois. Donc, tout le chemin du retour jusqu’à ici. Très bien, donc au lieu de 10, parlons de 100. Eh bien, seulement .22 grammes se dissoudraient dans nos 50 millilitres d’eau. Nous aurions donc un plus gros tas de chlorure de plomb deux non dissous, mais puisque nous ne sommes toujours capables de dissoudre 0,22 grammes, la solubilité molaire resterait la même. Et si la molarsolubilité reste la même, cela signifie que nos concentrations d’équilibre resteraient les mêmes et soKsp est exactement la même valeur. Et donc, espérons-le, cela vous aide à comprendre que c’est vraiment – c’est la concentration de PbCl2 qui se dissout qui détermine votre Ksp. Ce n’est pas la partie non dissoute.

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