Basisfuncties: Machtsfuncties
Context 4: Oplosbaarheid van chemische stoffen
Een context waarin je machtsfuncties ook tegen komt is een heterogene evenwichtstoestand van een elektrolyt in een verzadigde waterige oplossing.
Calciumfluoride lost maar gedeeltelijk in water op; er is sprake van een evenwichtsreactie
Het oplosbaarheidsproduct is gelijk aan het product van de concentraties van de opgelost ionen, met iedere concentratie verheven tot een macht met exponent gelijk aan de stoichiometrische coëfficiënt van het betrokken ion in de ionisatievergelijking. In dit geval geldt dus:
Stel dat mol calciumfluoride oplost per liter, dan geldt:
en
Hieruit blijkt dat het oplosbaarheidsproduct in dit specifieke geval een derdegraads machtsfunctie in het aantal mol vaste stof dat per liter oplost. Gegeven het oplosbaarheidsproduct kun je met deze formule uitrekenen hoeveel stof oplost. Omgekeerd kun je het oplosbaarheidsproduct berekenen als je een ionconcentratie in de verzadigde waterige oplossing kent.
Let goed op het verschil tussen de begrippen oplosbaarheidsproduct en oplosbaarheid: De laatste term gaat over een fysische eigenschap van een stof, namelijk de mate waarin de stof kan oplossen (uitgedrukt een in ionconcentratie in een verzadigde oplossing), terwijl de eerste term een evenwichtsconstante is van een oplossingsreactie.
We geven een concreet voorbeeld van de berekening van oplosbaarheid.
Bereken de oplosbaarheid (in mol/L) van in water bij een temperatuur van 298 K, gegeven het oplosbaarheidsproduct bij deze temperatuur. Rond af op 2 significante cijfers en gebruik de wetenschappelijk E-notatie omdat de uitkomst vaak erg klein is (gebruik dus 3.4E-12 zonder spaties i.p.v. ).
Gebruik onderstaande rekenmachine voor berekeningen.
Gebruik onderstaande rekenmachine voor berekeningen.
Voor de heterogene evenwichtstoestand van vast - verzadigde waterige oplossing
In wetenschappelijke E-notatie:
geldt:
Stel nu dat mol van het elektrolyt oplost in 1 liter water. Dan volgt uit de stoichiometrie van het evenwicht
Omdat het oplosbaarheidsproduct bekend is , kun je de vergelijking in oplossen:
de oplosbaarheid van in water is .
In wetenschappelijke E-notatie:
de oplosbaarheid van in water is 1.6E-4 mol/L.
Ontgrendel volledige toegang