Liukoisuus- ja ionitulo
Suolan ja veden etenevä reaktio on liukenemista ja palautuva reaktio saostumista.
Kun ollaan juuri välivaiheessa, niin kiinteän aineen ja nesteen tasapaino on liukoisuustasapaino, jota myös kutsutaan heterogeeniseksi tasapainoksi. Runsasliukoiset liukenee veteen reippaasti ja niukkaliukoiset tosi vähän (alle 1g/l). Dynaamienen tasapaino saavutetaan, kun saostumista ja liukenemista tapahtuu saman verran. Liukenemisessa pooliset vesimolekyylit tarttuvat ioneihin ja irrottavat ne kiteestä, jolloin syntyy akvaioneja eli hydraatteja. Suolakiteiden hajoaminen ja liukeneminen vesimolekyylien kanssa johtuu niiden välisistä ioni-dipolisidoksista. Muodostuu nk. hydraatiovaippa.
Runsasliukoisia suoloja on alkalimetallit, ammoniumsuolat, nitraatit ja useimmat halogenidit (+1 tai -1). Runsasliukoisilla aineilla tasapainon määrittäminen ja tulkitseminen on melko vaikeaa. Niukkaliukoiset koostuvat usein pienistä ioneista (+2,+3) ja niitä voidaan tarkastella liukoisuus- ja ionitulojen avulla. Myös ollaan huomattu, että usein suolat jotka muodostuvat erikokoisista ioneista, liukenevat hyvin ja saman kokoiset ionit huonosti. Lisäksi mitä pienempi ionin varaus, niin sitä parempi liukoisuus. Edellä mainitut asiat ovat kuitenkin likimääräisiä ja liukoisuuteen vaikuttaa loppujen lopuksi monet muut asiat, kuten; hilaenergia, vuorovaikutukset purkautuessa ym.
Liukoisuus saattaa muuttua pH:n tai jonkin muun koostumuksen esim lämpötilan muuttuessa. Lämpötilan nosto lisää endotermisen eli lämpöä sitovan reaktion liukoisuutta ja taas lämpötilan lasku lisää eksotermisen reaktion liukoisuutta. Liukoisuuteen vaikuttaa myös yhteinen ioni (kts. jäljempänä) ja liuenneiden ionien hydratoituminen. Liukoisuus voidaan ilmoittaa massaa per tilavuus g/l tai konsentraationa mol/l.
Suolan liukoisuutta veteen kuvataan liukoisuustulolla Ks tai KL. Eli siis liukoisuustulolla kuvataan, että mikä määrä suolaa on mahdollista liuottaa tiettyyn määrään vettä tietyssä lämpötilassa. Ks on tasapainovakio ja siihen ei kirjoiteta kiinteiden aineiden konsentraatioita, koska ne eivät vaikuta tasapainoon. Eli liukoisuustulon lauseke saadaan siis tasapainovakiosta K, poistettuna kiinteän aineen konsentraatio, koska vain sen määrä muuttuu ei pitoisuus, jota käytetään liukoisuus laskuissa. Yhteenvetona todetaan että liukoisuustulo on tasapainovakio systeemille, jossa on liukenematonta suolaa, sekä kylläisiä ioneja liuoksessa. Liukoisuus tuloa kuvataan kaavalla Ks = [Mb+]a [Xa-]b, joka on siis ionien kertaus keskenään, eli esiemerkiksi kalsiumsulfaatilla hajoamisreakto ioneiksi on seuraavanlainen CaSO4 ⇌ Ca2+(aq) + SO42-(aq) eli saadaan kalsiumioneja ja sulfaatti-ioneja. Kun tiedetään itse kalsiumin pitoisuus tai määrän kautta laskettu pitoisuus eli konsentraatio, niin voidaan päätellä että se hajoaa ioneiksi 2kpl jolloin näidenkin pitoisuus on sama mol/l. Se vaan kerrotaan keskenään esimerkiksi Ks(CaSO4) = [Ca2+] · [SO42-] = (1,2 · 10-5) * (1,2 · 10-5) = 1,44 · 10-10 mol/dm3.
Ionitulo muodostetaan samaan tapaan kuin liukoisuustulo mutta siinä käytetään mitä tahansa hetkellisiä konsentraatioita. Liukoisuustuloa ei voida esimerkiksi käyttää ihmiselimistössä, koska todelliset aktiivisuudet ovat paljon pienempiä kuin konsentraatiot. Ionituloa käytetään kun selvitetään ioneja sisältävien liuosten liukenevuutta ja katsoessa että saostuuko suola liuokseen vai ei. Liukoisuutta voidaan arvioida ionitulon ja liukoisuustulon avulla. Jos ionitulo on liukoisuustuloa suurempi, niin saostumista tapahtuu ja jos pienempi niin saostumista ei tapahdu. Jos arvot on samat niin liuos on kylläisessä pisteessä. Eli muodosta kaava samalla lailla kuin liukoisuustulon kaava mutta älä laita siihen tasapainotilan konsentraatioita vaan alkuhetken konsentraatiot.
Kun lasket liukoisuutta vaikka hopeakromaatin liukenemiselle veteen, niin kirjoita ensin reaktioyhtälö Ag2CrO4 -> 2 [Ag+] [CrO4], niin muista laittaa 2-kertoimella oleva siis potenssiin liukoisuustulon lausekkeessa Ks = 2 [X]² [X], muuten jos ei ole kerrointa, niin laita [X] [X] on tietenkin X² . Kunnes olet laskenut liukoisuustulon avulla liukoisuuden, niin muista että se on mol/ liukoisuus eli siis ainemäärä n. Yleensä muutetaan g/l tai mg/l. Eli lasku jatkuu viellä ainemäärästä massaksi laskulla. Muista että myös yksikkö muuttuu mahdollisten potenssien mukaisesti.
Ionitulo
Ionitulon laskeminen
Kun lasket ionituloa, niin se tapahtuu erillisten ionien kertomisella keskenään. Eli kirjoita yhdiste joka ionisoidaan, eli avataan ioneiksi. Nämä ionit kertomalla keskenään, saadaan ionitulon arvo. Muista kertoimet laittaa potenssiin ja jos yhdisteessä on kaksi jotain atomia kiinnittynyt johonkin esim sulfaattiin, niin muista kertoa etumerkillä esim Ag2CrO4 -> hajoaa se 2x hopea-ioniksi ja 1x kromaatti-ioniksi. Ionitulon lausekkeessa tämä 2x ionia korotetaan viellä toiseen potenssiin.
Yhteinen ioniKun lasket ionituloa, kun joku suola liukenee johonkin OH-ioneja sisältävään liuokseen, ja itse suola muodostaa myös OH-ioneja, niin pitää ottaa huomioon tämä yhteinen ioni. Eli kirjoita ensin tarkasteltavan/liukenevan suolan reaktio auki ja laske konsentraatiot suolalle ja hydroksidi-ionille. Sitten tarkastelet ja hajotat sen faasin johon se on liukenemassa, esim KOH-liuokseen tai 2arvoiseen hydroksidi liuokseen Ca(OH)2, josta hajoaa 2kpl OH ioneja. Eli siis lasket kaikki reaktiossa olevat OH-ionit yhteen eli yhteiselle ionille muodostetaan kokonaiskonsentraatio, jota käytetään sitten varsinaisen ionitulon laskussa. Mutta muista silti korottaa tarvittaessa potensseihin itse laskettavan ionituloreaktion mukaisesti.
Paljonko liukenee (mg)Kun tiedetään jonkun yhdisteen liukoisuustulon arvo, niin voidaan helposti laskea paljonko sitä liukenee tiettyyn määrään vaikka vettä. Eli ota ioni tulosta vaan neliöjuuri, niin maximi pitoisuus on siinä. Siitä voi laskea sitten ainemäärät tai massat johonkin tiettyyn tilavuuteen. Tai vastaavasti, jos on yhteinen ioni, niin taulukoi arvot ja summaa ionit, mutta muista: että lasket konsentraatioita ionitulossa, eikä ainemääriä, vaikka mieli tekisi. Eli ionitulon laskut aina konsentraatioilla.
Suolaliuokset ja pH
Normaalisti anionilla ja kationilla ei ole protolyysiominaisuuksia, joten ne eivät muuta pH:ta esim NaCl ja KNO3 . Mutta löytyy myös happamia ja emäksisiä suoloja, jotka protolysoituvat. Esimerkiksi Natriumasetaatti (CH3COONa) on emäksinen suola ja ammoniumkloridi NH4Cl on hapan suola. Jos reaktiossa saattuu molemmilla, eli kationilla ja anionilla olemaan protolyysitaipumuksia, niin suhteellinen voimakkuus vaikuttaa siihen, onko suola hapan, emäksinen vai neutraali.
Liukoisuuden merkitys biologiassa
Biologisissa rakenteissa on paljon niukkaliukoisia suoloja, esim kalsiumkarbonaatti CaCO3 ja hydroksiapatiitti Ca5(OH)(PO4)3. Kalsiumia voi saostua pehmytkudoksiin, silloin kun niiden pitoisuus on liian korkea. Tyypillinen kalsiumin saostuma on virtsakivet, joka voi johtua liiallisesta kalsiumin, D-vitamiinin tai jopa C-vitamiinin saannista. Tähän vaikuttaa tietysti myös kalsiumaineenvaihdunnan häiriöt. Toisaalta pitää huomata että elimistössä kalsiumista puolet on sitoutunut proteiineihin ja muihin komplekseihin ja puolet on varsinaista aktiivista kalsiumia. Plasman kalsiumpitoisuutta säätelee parathormoni, kalsitoniini ja D-vitamiini vaikuttamalla luustoon, imeytymiseen ja takaisinottoon elimistössä.
Hydroksiapatiittiä löytyy paljon myös hampaiden pinnalta. Kun karies iskee, niin bakteerit hajottavat sokeria ja muodostavat orgaanisia happoja, jotka liuottavat hammasluuta. Fluoritabletit vaihtavat hydroksiapatiitin OH-ryhmän tilalle fluoridi-ionin tehden hampaan pinnalle fluoriapatiittia, joka on huomattavasti huonommin liukenevaa kuin hydroksiapatiitti.
Kun niukkaliukoinen suola kiteytyy hitaasti, niin se kiteytyy hienoon oktaedri rakenteeseen. Useimmiten eliöillä suolojen kiteytyminen voi olla ohjattua alusta alkaen, siten että ne rakentuvat tietyn kokoisiksi ja muotoisiksi. Luun muodostumisessa hydroksiapatiitin kiteytyminen proteiinien ja kollageenien sekä kalsiumfosfaattikiteiden muodostamaksi lujaksi komposiittimateriaaliksi. Muiden eliöiden kovat materiaalit muodostuvat myös ohjatulla kiteytymisellä, jota kutsutaan biomineralisaatioksi.
Liukoisuustulon kokeellinen määrittely?
Kalsiumhydroksidia sekoitettiin ylimäärä vesiliuokseen jonka tilavuus oli 1000ml. Se titrattiin 1 mol/l suolahapolla (HCl), jossa oli fenoliftaleeni indikaattori. Suolahappoa kului 200 ml. Mikä oli liukoisuustulon arvo?
Eli titraustuloksen perusteella lähdetään katsomaan paljonko on protolysoituvan komponentin ainemäärä ja pitoisuus liuoksessa. Koska titraus on neutraloinut hydroksidi-ionia liuoksesta 1:1, niin tämän avulla päästään käsiksi itse hydroksidi-ionin ainemäärään. Eli jokaista suolahappo molekyyliä kohden titraantuu yksi hydroksidi. Suolahappo oli 1 molaarista ja sitä kului 200ml, niin ainemääräksi saadaan:
n(OH⁻) = n(H3O⁺) = n(HCl) -> cV (HCl) = 0,02 mol
Eli nyt tiedetään että alkuperäisessä litran liuoksessa on siis 0,02 mol hydroksidi-ioneita. Ainiin hei liukoisuus jutuissa käytetään konsentraatioita, jes muutetaan se konsentraatioksi:
c(OH⁻) = n(OH⁻) / V(liuos) ----> c(OH⁻) = 0,02 mol / 1000ml = 0,02 mol / l
Noniin nyt on tiedossa OH⁻ pitoisuus liuoksessa. Sit seuraavana lähdetään tarkastelemaan reaktioyhtälöä ja sen kertoimia
Ca(OH)2 <-> Ca²⁺ + 2 OH⁻ (OH⁻ kama on siis ed. saatu 0,02mol/l, kalsiumille jää ½ kerroin)
Sij. Ks = [Ca²⁺] [OH⁻]² ------> [½ * 0,02 mol/l] * [0,02 mol/l]² = 4,0 * 10⁻⁶
Muista liukoisuustehtävissä olla tarkkana siitä että mitä kysytään ja missä määrässä. Funtsaa että mikä reagoi minkä kanssa ja missä suhteessa. Pyri poistamaan ajattelua häiritsevät tekijät, joita laskussa saattaa pyöriä. Piirrä kuva ja mieti mikä yhdistyy mihinkin. Yritä ajatella helpoimman kautta, lasku ei todellisuudessa ehkä olekaan vaikea :).
Saostuuko aine vai ei?
Saostuuko hopeabromidia, jos reaktion ionitulo asettuu Q = 8,10*10⁻¹¹ ja maksimi liukenevuus eli liukoisuustulo Ks = 7,7*10⁻¹³ ? Eli ionitulo Q > Ks ? Vast: Saostuu, koska ionitulo on suurempi.
Liukeneeko Lyijykloridi 5,0 l vettä, jos reaktion ionitulo on 1,5*10⁻¹⁵ ja maksimiliukoisuus eli liukoisuustulo on 1,39*10⁻⁸ ? Eli ionitulo on pienempi, kuin liukoisuustulo Q < Ks ?
Liukenee hyvin, eli ei lähde saostumaan.
Muisti: Muista pakkasraja -20 (Ks) jos ionitulo menee alle pakkasrajan vaikka -22 niin pysyt kokonaan liukeena, mutta jos ionitulo on vaan -10 eli isompi ja lämpeempi, niin siellä paistut jo noissa lukemissa eli sakkaat. Eli ionitulo on sellainen tyyppi joka alkaa sakkaan heti kun vähän lämpenee, koska ionitulo on negatiivinen tyyppi ja viihtyy ks- eli pakkasrajan alapuolella liukeena.
Kun ollaan juuri välivaiheessa, niin kiinteän aineen ja nesteen tasapaino on liukoisuustasapaino, jota myös kutsutaan heterogeeniseksi tasapainoksi. Runsasliukoiset liukenee veteen reippaasti ja niukkaliukoiset tosi vähän (alle 1g/l). Dynaamienen tasapaino saavutetaan, kun saostumista ja liukenemista tapahtuu saman verran. Liukenemisessa pooliset vesimolekyylit tarttuvat ioneihin ja irrottavat ne kiteestä, jolloin syntyy akvaioneja eli hydraatteja. Suolakiteiden hajoaminen ja liukeneminen vesimolekyylien kanssa johtuu niiden välisistä ioni-dipolisidoksista. Muodostuu nk. hydraatiovaippa.
Runsasliukoisia suoloja on alkalimetallit, ammoniumsuolat, nitraatit ja useimmat halogenidit (+1 tai -1). Runsasliukoisilla aineilla tasapainon määrittäminen ja tulkitseminen on melko vaikeaa. Niukkaliukoiset koostuvat usein pienistä ioneista (+2,+3) ja niitä voidaan tarkastella liukoisuus- ja ionitulojen avulla. Myös ollaan huomattu, että usein suolat jotka muodostuvat erikokoisista ioneista, liukenevat hyvin ja saman kokoiset ionit huonosti. Lisäksi mitä pienempi ionin varaus, niin sitä parempi liukoisuus. Edellä mainitut asiat ovat kuitenkin likimääräisiä ja liukoisuuteen vaikuttaa loppujen lopuksi monet muut asiat, kuten; hilaenergia, vuorovaikutukset purkautuessa ym.
Liukoisuus saattaa muuttua pH:n tai jonkin muun koostumuksen esim lämpötilan muuttuessa. Lämpötilan nosto lisää endotermisen eli lämpöä sitovan reaktion liukoisuutta ja taas lämpötilan lasku lisää eksotermisen reaktion liukoisuutta. Liukoisuuteen vaikuttaa myös yhteinen ioni (kts. jäljempänä) ja liuenneiden ionien hydratoituminen. Liukoisuus voidaan ilmoittaa massaa per tilavuus g/l tai konsentraationa mol/l.
Suolan liukoisuutta veteen kuvataan liukoisuustulolla Ks tai KL. Eli siis liukoisuustulolla kuvataan, että mikä määrä suolaa on mahdollista liuottaa tiettyyn määrään vettä tietyssä lämpötilassa. Ks on tasapainovakio ja siihen ei kirjoiteta kiinteiden aineiden konsentraatioita, koska ne eivät vaikuta tasapainoon. Eli liukoisuustulon lauseke saadaan siis tasapainovakiosta K, poistettuna kiinteän aineen konsentraatio, koska vain sen määrä muuttuu ei pitoisuus, jota käytetään liukoisuus laskuissa. Yhteenvetona todetaan että liukoisuustulo on tasapainovakio systeemille, jossa on liukenematonta suolaa, sekä kylläisiä ioneja liuoksessa. Liukoisuus tuloa kuvataan kaavalla Ks = [Mb+]a [Xa-]b, joka on siis ionien kertaus keskenään, eli esiemerkiksi kalsiumsulfaatilla hajoamisreakto ioneiksi on seuraavanlainen CaSO4 ⇌ Ca2+(aq) + SO42-(aq) eli saadaan kalsiumioneja ja sulfaatti-ioneja. Kun tiedetään itse kalsiumin pitoisuus tai määrän kautta laskettu pitoisuus eli konsentraatio, niin voidaan päätellä että se hajoaa ioneiksi 2kpl jolloin näidenkin pitoisuus on sama mol/l. Se vaan kerrotaan keskenään esimerkiksi Ks(CaSO4) = [Ca2+] · [SO42-] = (1,2 · 10-5) * (1,2 · 10-5) = 1,44 · 10-10 mol/dm3.
Ionitulo muodostetaan samaan tapaan kuin liukoisuustulo mutta siinä käytetään mitä tahansa hetkellisiä konsentraatioita. Liukoisuustuloa ei voida esimerkiksi käyttää ihmiselimistössä, koska todelliset aktiivisuudet ovat paljon pienempiä kuin konsentraatiot. Ionituloa käytetään kun selvitetään ioneja sisältävien liuosten liukenevuutta ja katsoessa että saostuuko suola liuokseen vai ei. Liukoisuutta voidaan arvioida ionitulon ja liukoisuustulon avulla. Jos ionitulo on liukoisuustuloa suurempi, niin saostumista tapahtuu ja jos pienempi niin saostumista ei tapahdu. Jos arvot on samat niin liuos on kylläisessä pisteessä. Eli muodosta kaava samalla lailla kuin liukoisuustulon kaava mutta älä laita siihen tasapainotilan konsentraatioita vaan alkuhetken konsentraatiot.
Kun lasket liukoisuutta vaikka hopeakromaatin liukenemiselle veteen, niin kirjoita ensin reaktioyhtälö Ag2CrO4 -> 2 [Ag+] [CrO4], niin muista laittaa 2-kertoimella oleva siis potenssiin liukoisuustulon lausekkeessa Ks = 2 [X]² [X], muuten jos ei ole kerrointa, niin laita [X] [X] on tietenkin X² . Kunnes olet laskenut liukoisuustulon avulla liukoisuuden, niin muista että se on mol/ liukoisuus eli siis ainemäärä n. Yleensä muutetaan g/l tai mg/l. Eli lasku jatkuu viellä ainemäärästä massaksi laskulla. Muista että myös yksikkö muuttuu mahdollisten potenssien mukaisesti.
Ionitulo
Ionitulon laskeminen
Kun lasket ionituloa, niin se tapahtuu erillisten ionien kertomisella keskenään. Eli kirjoita yhdiste joka ionisoidaan, eli avataan ioneiksi. Nämä ionit kertomalla keskenään, saadaan ionitulon arvo. Muista kertoimet laittaa potenssiin ja jos yhdisteessä on kaksi jotain atomia kiinnittynyt johonkin esim sulfaattiin, niin muista kertoa etumerkillä esim Ag2CrO4 -> hajoaa se 2x hopea-ioniksi ja 1x kromaatti-ioniksi. Ionitulon lausekkeessa tämä 2x ionia korotetaan viellä toiseen potenssiin.
Yhteinen ioniKun lasket ionituloa, kun joku suola liukenee johonkin OH-ioneja sisältävään liuokseen, ja itse suola muodostaa myös OH-ioneja, niin pitää ottaa huomioon tämä yhteinen ioni. Eli kirjoita ensin tarkasteltavan/liukenevan suolan reaktio auki ja laske konsentraatiot suolalle ja hydroksidi-ionille. Sitten tarkastelet ja hajotat sen faasin johon se on liukenemassa, esim KOH-liuokseen tai 2arvoiseen hydroksidi liuokseen Ca(OH)2, josta hajoaa 2kpl OH ioneja. Eli siis lasket kaikki reaktiossa olevat OH-ionit yhteen eli yhteiselle ionille muodostetaan kokonaiskonsentraatio, jota käytetään sitten varsinaisen ionitulon laskussa. Mutta muista silti korottaa tarvittaessa potensseihin itse laskettavan ionituloreaktion mukaisesti.
Paljonko liukenee (mg)Kun tiedetään jonkun yhdisteen liukoisuustulon arvo, niin voidaan helposti laskea paljonko sitä liukenee tiettyyn määrään vaikka vettä. Eli ota ioni tulosta vaan neliöjuuri, niin maximi pitoisuus on siinä. Siitä voi laskea sitten ainemäärät tai massat johonkin tiettyyn tilavuuteen. Tai vastaavasti, jos on yhteinen ioni, niin taulukoi arvot ja summaa ionit, mutta muista: että lasket konsentraatioita ionitulossa, eikä ainemääriä, vaikka mieli tekisi. Eli ionitulon laskut aina konsentraatioilla.
Suolaliuokset ja pH
Normaalisti anionilla ja kationilla ei ole protolyysiominaisuuksia, joten ne eivät muuta pH:ta esim NaCl ja KNO3 . Mutta löytyy myös happamia ja emäksisiä suoloja, jotka protolysoituvat. Esimerkiksi Natriumasetaatti (CH3COONa) on emäksinen suola ja ammoniumkloridi NH4Cl on hapan suola. Jos reaktiossa saattuu molemmilla, eli kationilla ja anionilla olemaan protolyysitaipumuksia, niin suhteellinen voimakkuus vaikuttaa siihen, onko suola hapan, emäksinen vai neutraali.
Liukoisuuden merkitys biologiassa
Biologisissa rakenteissa on paljon niukkaliukoisia suoloja, esim kalsiumkarbonaatti CaCO3 ja hydroksiapatiitti Ca5(OH)(PO4)3. Kalsiumia voi saostua pehmytkudoksiin, silloin kun niiden pitoisuus on liian korkea. Tyypillinen kalsiumin saostuma on virtsakivet, joka voi johtua liiallisesta kalsiumin, D-vitamiinin tai jopa C-vitamiinin saannista. Tähän vaikuttaa tietysti myös kalsiumaineenvaihdunnan häiriöt. Toisaalta pitää huomata että elimistössä kalsiumista puolet on sitoutunut proteiineihin ja muihin komplekseihin ja puolet on varsinaista aktiivista kalsiumia. Plasman kalsiumpitoisuutta säätelee parathormoni, kalsitoniini ja D-vitamiini vaikuttamalla luustoon, imeytymiseen ja takaisinottoon elimistössä.
Hydroksiapatiittiä löytyy paljon myös hampaiden pinnalta. Kun karies iskee, niin bakteerit hajottavat sokeria ja muodostavat orgaanisia happoja, jotka liuottavat hammasluuta. Fluoritabletit vaihtavat hydroksiapatiitin OH-ryhmän tilalle fluoridi-ionin tehden hampaan pinnalle fluoriapatiittia, joka on huomattavasti huonommin liukenevaa kuin hydroksiapatiitti.
Kun niukkaliukoinen suola kiteytyy hitaasti, niin se kiteytyy hienoon oktaedri rakenteeseen. Useimmiten eliöillä suolojen kiteytyminen voi olla ohjattua alusta alkaen, siten että ne rakentuvat tietyn kokoisiksi ja muotoisiksi. Luun muodostumisessa hydroksiapatiitin kiteytyminen proteiinien ja kollageenien sekä kalsiumfosfaattikiteiden muodostamaksi lujaksi komposiittimateriaaliksi. Muiden eliöiden kovat materiaalit muodostuvat myös ohjatulla kiteytymisellä, jota kutsutaan biomineralisaatioksi.
Liukoisuustulon kokeellinen määrittely?
Kalsiumhydroksidia sekoitettiin ylimäärä vesiliuokseen jonka tilavuus oli 1000ml. Se titrattiin 1 mol/l suolahapolla (HCl), jossa oli fenoliftaleeni indikaattori. Suolahappoa kului 200 ml. Mikä oli liukoisuustulon arvo?
Eli titraustuloksen perusteella lähdetään katsomaan paljonko on protolysoituvan komponentin ainemäärä ja pitoisuus liuoksessa. Koska titraus on neutraloinut hydroksidi-ionia liuoksesta 1:1, niin tämän avulla päästään käsiksi itse hydroksidi-ionin ainemäärään. Eli jokaista suolahappo molekyyliä kohden titraantuu yksi hydroksidi. Suolahappo oli 1 molaarista ja sitä kului 200ml, niin ainemääräksi saadaan:
n(OH⁻) = n(H3O⁺) = n(HCl) -> cV (HCl) = 0,02 mol
Eli nyt tiedetään että alkuperäisessä litran liuoksessa on siis 0,02 mol hydroksidi-ioneita. Ainiin hei liukoisuus jutuissa käytetään konsentraatioita, jes muutetaan se konsentraatioksi:
c(OH⁻) = n(OH⁻) / V(liuos) ----> c(OH⁻) = 0,02 mol / 1000ml = 0,02 mol / l
Noniin nyt on tiedossa OH⁻ pitoisuus liuoksessa. Sit seuraavana lähdetään tarkastelemaan reaktioyhtälöä ja sen kertoimia
Ca(OH)2 <-> Ca²⁺ + 2 OH⁻ (OH⁻ kama on siis ed. saatu 0,02mol/l, kalsiumille jää ½ kerroin)
Sij. Ks = [Ca²⁺] [OH⁻]² ------> [½ * 0,02 mol/l] * [0,02 mol/l]² = 4,0 * 10⁻⁶
Muista liukoisuustehtävissä olla tarkkana siitä että mitä kysytään ja missä määrässä. Funtsaa että mikä reagoi minkä kanssa ja missä suhteessa. Pyri poistamaan ajattelua häiritsevät tekijät, joita laskussa saattaa pyöriä. Piirrä kuva ja mieti mikä yhdistyy mihinkin. Yritä ajatella helpoimman kautta, lasku ei todellisuudessa ehkä olekaan vaikea :).
Saostuuko aine vai ei?
Saostuuko hopeabromidia, jos reaktion ionitulo asettuu Q = 8,10*10⁻¹¹ ja maksimi liukenevuus eli liukoisuustulo Ks = 7,7*10⁻¹³ ? Eli ionitulo Q > Ks ? Vast: Saostuu, koska ionitulo on suurempi.
Liukeneeko Lyijykloridi 5,0 l vettä, jos reaktion ionitulo on 1,5*10⁻¹⁵ ja maksimiliukoisuus eli liukoisuustulo on 1,39*10⁻⁸ ? Eli ionitulo on pienempi, kuin liukoisuustulo Q < Ks ?
Liukenee hyvin, eli ei lähde saostumaan.
Muisti: Muista pakkasraja -20 (Ks) jos ionitulo menee alle pakkasrajan vaikka -22 niin pysyt kokonaan liukeena, mutta jos ionitulo on vaan -10 eli isompi ja lämpeempi, niin siellä paistut jo noissa lukemissa eli sakkaat. Eli ionitulo on sellainen tyyppi joka alkaa sakkaan heti kun vähän lämpenee, koska ionitulo on negatiivinen tyyppi ja viihtyy ks- eli pakkasrajan alapuolella liukeena.
