⚗ Opløselighedsprodukt for blyiodid Bestem Kₒ for PbI₂

Opløselighedsprodukt for blyiodid

Fældning

Pb(NO₃)₂ og KI er letopløselige salte. I vandet findes ionerne Pb²⁺, NO₃⁻, K⁺ og I⁻. Pb²⁺ og I⁻ danner det tungtopløselige salt PbI₂, der fældes som et gult bundfald. K⁺ og NO₃⁻ er tilskuerioner.

Ligevægt og opløselighedsprodukt

Mellem bundfaldet og ionerne i opløsningen er der en ligevægt:

PbI₂(s) ⇌ Pb²⁺(aq) + 2 I⁻(aq)

Ligevægtskonstanten kaldes opløselighedsproduktet. Det faste stof indgår ikke, og koefficienten 2 bliver til en eksponent:

Kₒ = [Pb²⁺] · [I⁻]²

Reaktionsbrøken Y har samme udtryk. Er Y mindre end Kₒ, er opløsningen umættet, og alt er opløst. Er Y lig med Kₒ, er opløsningen mættet. Er Y større end Kₒ, fældes der PbI₂, til Y igen er lig med Kₒ.

De første krystaller

Kₒ for PbI₂ stiger med temperaturen. Ved opvarmning bliver Kₒ større end Y, og bundfaldet opløses. Ved afkøling falder Kₒ. Når de første krystaller kommer, er Kₒ netop nået ned på Y. Opløsningen er mættet, og alt stoffet er stadig opløst. Reaktionsbrøken er derfor Kₒ ved den temperatur.

Beregning

Stofmængden findes af massen, n = m / M, med M(Pb(NO₃)₂) = 331,2 g/mol og M(KI) = 166,0 g/mol. Hver formelenhed Pb(NO₃)₂ giver én Pb²⁺, og hver formelenhed KI giver én I⁻. Koncentrationen er c = n / V med V = 0,100 L. De to koncentrationer sættes ind i udtrykket for Kₒ.

Samme masse

Der skal to I⁻ til hver Pb²⁺. M(Pb(NO₃)₂) er næsten det dobbelte af M(KI). Samme masse af de to stoffer giver derfor dobbelt så mange mol KI som Pb(NO₃)₂.

Sikkerhed

Pb(NO₃)₂ er giftigt, brandnærende og kan skade forplantningsevnen. Brug handsker, og undgå spild. Resterne indeholder bly og afleveres som tungmetalaffald.

Beregn Kₒ for PbI₂

  1. 1

    Stofmængden af Pb(NO₃)₂

    n(Pb(NO₃)₂) = m(Pb(NO₃)₂)M(Pb(NO₃)₂)
    = mol
  2. 2

    Koncentrationen af Pb²⁺

    [Pb²⁺] = n(Pb(NO₃)₂)V
    = M
  3. 3

    Stofmængden af KI

    n(KI) = m(KI)M(KI)
    = mol
  4. 4

    Koncentrationen af I⁻

    [I⁻] = n(KI)V
    = M
  5. 5

    Opløselighedsproduktet

    Kₒ = [Pb²⁺] · [I⁻]²
    = M³

Et tal som 4,5 · 10⁻⁶ skrives 4,5·10^-6 eller 0,0000045.

Forsøget som tegneserie