Come calcolare la solubilità di Zn2Fe (CN) 6 in acqua distillata

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I chimici calcolano la solubilità dei solidi con un parametro noto come costante del prodotto di solubilità o Kps. Kps, tecnicamente, rappresenta la costante di equilibrio basata sulla dissociazione del composto nella sua forma carica (ionica) quando si dissolve in acqua. Nel caso del ferrocianuro di zinco, Zn2Fe (CN) 6, la dissociazione avviene come segue Zn2Fe (CN) 6 → 2 Zn (2+) + Fe (CN) 6 (4-), dove 2+ e 4 rappresentano il carichi sugli ioni. Se il valore di Kps di una sostanza è noto, la sua solubilità può essere espressa in moli o grammi di sostanza sciogliente in volume di acqua.

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Per il calcolo della solubilità, i valori di Kps sono riportati nelle tabelle (Jupiterimages / Comstock / Getty Images)

Scrivi l'espressione Kps per la dissoluzione di Zn2Fe (CN) 6 in base al processo di dissociazione Zn2Fe (CN) 6 → 2 Zn (2+) + Fe (CN) 6 (4). Generalmente, i chimici esprimono i valori di Kps come le concentrazioni dei prodotti elevati ai loro coefficienti nella reazione di dissociazione. Quindi, in questo caso, Kps = [Zn (2 +)] 2 * [Fe (CN6) (4-)], dove le parentesi indicano la concentrazione e la notazione ^ 2 indica che la concentrazione è elevata alla seconda potenza.
Fare riferimento a una tabella di valori Kps per determinare il Kps per il ferrocianuro di zinco. Vicino alla temperatura ambiente, il Kps è di 4.0 * 10 ^ -16. Pertanto, [Zn (2 +)] 2 * [Fe (CN 6) (4 -)] = 4.0 * 10 ^ -16.
Semplifica l'espressione Kps sostituendo i valori di "x" per la concentrazione di ioni. Dall'equazione bilanciata, ogni mole di Zn2Fe (CN) 6 che si dissolve produce due moli di ioni Zn (2+) e una mole dello ione Fe (CN) 6 (4). Pertanto, se la concentrazione di Fe (CN) 6 (4-) è x, la concentrazione di Zn (2+) dovrebbe essere 2x. L'espressione Kps è ora semplificata in Kps = (2x) ^ 2 * x = 4.0 * 10 ^ -16.
Risolvi l'espressione Kps semplificata per "x". In questo caso, (2x) ^ 2 = 4x ^ 2 e 4x ^ 2 * x = 4x ^ 3. Quindi, 4x3 = 4.0 * 10 ^ -16. Dividendo i due lati di questa equazione per quattro, si ottiene x ^ 3 = 1.0 * 10 ^ -16. Infine, prendendo la radice cubica su entrambi i lati dell'equazione, si ottiene x = 4.6 * 10 ^ -6, la concentrazione dello ione ferrocianuro all'equilibrio in moli per litro, o mol / L.
Calcolare la solubilità di Kps moltiplicando la concentrazione di Fe (CN) 6 (4-) per il rapporto stechiometrico da 1 a 1. La reazione bilanciata indica che ciascuna mole di Zn2Fe (CN) 6 produce una mole di Fe (CN) -), ottenendo così il rapporto di 1: 1. Poiché la massa molecolare di Zn 2 Fe (CN) 6 è 342,79 grammi per mole, quindi (4,6 * 10-6 mol / L) * (342,79 g / mol) -13 g / L. Questo valore rappresenta la solubilità di Zn2Fe (CN) 6, cioè 1,6 * 10-3-13 grammi si sciolgono in 1 litro di acqua distillata.
Dividere la solubilità in unità di g / L per dieci per ottenere la solubilità in unità di grammi di Zn2Fe (CN) 6 per 100 mL. L'unità g / 100 mL rappresenta l'unità convenzionale di solubilità utilizzata dai chimici. In questo caso (1,6 * 10 ^ -13) / 10 = 1,6 * 10 ^ -15 g / 100 ml.

suggerimenti

Utilizzando acqua distillata nella definizione del problema, viene eliminata la possibilità di un "effetto ione comune". Cioè, se si usassero acqua di rubinetto e avessero ioni di zinco o ferrocianuro, ciò avrebbe influito negativamente sulla solubilità dello zinco ferrocianuro. Specificando l'acqua distillata, questo problema viene eliminato.
La notazione 4,6 * 10 ^ -6 rappresenta la notazione scientifica di 0,0000046. È possibile inserire valori in questo formato nel calcolatore scientifico utilizzando la funzione "EXP". La sequenza in questo caso sarebbe [4] [.] [6] [EXP] [-] [6].