Κοινή επίδραση ιόντων

Βασικές έννοιες

Σε αυτό το σεμινάριο, θα εξοικειωθείτε με το φαινόμενο κοινού ιόντος . Θα μάθετε τι είναι, πώς λειτουργεί και για τη συνολική επίδρασή του στη διαλυτότητα και τα ιζήματα τόσο στις χημικές αντιδράσεις όσο και στον πραγματικό κόσμο.

Θέματα που καλύπτονται σε άλλα άρθρα

• Η Αρχή του Le Chatelier
• Σταθερά ισορροπίας
• Οξέα και βάσεις Lewis
• Θεωρίες οξέος-βάσης
• Λύσεις buffer
• Τι είναι το pH;

Τι είναι το φαινόμενο του κοινού ιόντος;

Πρώτα απ 'όλα, τι είναι ένα κοινό ιόν ? Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα διάλυμα υδροξειδίου του ψευδαργύρου και προστέθηκαν ιόντα ψευδαργύρου στο διάλυμα. Επειδή βρίσκεται τόσο στο διάλυμα όσο και στο αλάτι που προστίθεται, τα ιόντα ψευδαργύρου θα είναι τα κοινά ιόντα σε αυτό το παράδειγμα.

Το φαινόμενο κοινού ιόντος περιγράφει την επίδραση ενός ιόντος στην ισορροπία διαλυτότητας μιας ουσίας. Εάν προστεθεί μια διαλυτή ένωση που αποτελείται από ένα κοινό ιόν, μπορεί να μειώσει τη συγκέντρωση αυτού του ιόντος εντός του διαλύματος. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή στο σημείο ισορροπίας του διαλύματος. Αυτό φαίνεται όταν αναλύεται η διαλυτότητα ασθενών ηλεκτρολυτών, όπως τα άλατα.

Αυτό είναι αποτέλεσμα των εννοιών της αρχής του Le Chatelier σχετικά με την ικανότητα των ιόντων να συσχετίζονται ή να διαχωρίζονται. Διαβάστε το σεμινάριο μας σχετικά με την αρχή του Le Chatelier για να μάθετε περισσότερα για αυτό!

Επίδραση στη διαλυτότητα

Προσθήκη κοινού ιόντος

Εάν υπάρχει ένα διάλυμα που περιέχει ένα άλας και προστεθεί ένα κοινό ιόν (του άλατος), θα υπάρξει καθίζηση του άλατος. Η συγκέντρωση των μεμονωμένων ιόντων θα μειωθεί επειδή χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία του ιζήματος άλατος. Μέχρι να επιτευχθεί η ισορροπία διαλυτότητας, η συγκέντρωση των ιόντων θα συνεχίσει να μειώνεται.

Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του κοινού ορισμού ιόντων, αυτό θα ήταν σαν να προσθέτουμε ιόντα ψευδαργύρου στο διάλυμα υδροξειδίου του ψευδαργύρου. το κοινό ιόν θα ήταν ο ψευδάργυρος.

Προσθήκη διαλύματος που περιέχει ένα κοινό ιόν

Όταν προσθέτετε ένα διάλυμα που περιέχει ένα κοινό ιόν, έχει την ίδια επίδραση στη διαλυτότητα με την προσθήκη των ίδιων των κοινών ιόντων. Το εισερχόμενο διάλυμα θα διαχωριστεί, προκαλώντας αύξηση της κατακρήμνισης άλατος και μείωση της συγκέντρωσης ιόντων. Το άλλο ιόν στο εισερχόμενο διάλυμα συνήθως δεν θα έχει μεγάλη επίδραση στην ισορροπία διαλυτότητας.

Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του κοινού ορισμού ιόντων, αυτό θα ήταν σαν να προσθέτουμε υδροξείδιο νατρίου στο διάλυμα υδροξειδίου του ψευδαργύρου. το κοινό ιόν θα είναι υδροξείδιο.

Κοινό φαινόμενο ιόντων σε ρυθμιστικά διαλύματα

Υπάρχει μια αλλαγή στο pH όταν ένα συζευγμένο ιόν προστίθεται σε ένα ρυθμιστικό διάλυμα. το φαινόμενο των κοινών ιόντων είναι υπεύθυνο για αυτήν την αλλαγή.

Ας σκεφτούμε ένα ρυθμιστικό διάλυμα οξέος με έναν ισχυρό ηλεκτρολύτη (δηλαδή το συζευγμένο άλας βάσης του) που προστίθεται και διαλύεται. ο ηλεκτρολύτης θα διασπαστεί, παράγοντας τόσο κοινά ιόντα όσο και ιόντα που θα ιονίσουν εν μέρει το οξύ. Τα παραγόμενα κοινά ιόντα θα εξουδετερώσουν τον ιονισμό του οξέος. Λόγω της Αρχής του Le Chatelier, η ισορροπία θα μετατοπιστεί για να ευνοήσει τα αντιδρώντα (στα αριστερά). Το pH αυξάνεται επειδή ο ιονισμός (και η διάσταση) του οξέος μειώνεται.

Πραγματικό παράδειγμα φαινομένου κοινού ιόντος

Επεξεργασία νερού

Όταν το νερό βρίσκεται υπόγεια, αναμιγνύεται με φυσικά υλικά (π.χ. πέτρες). επομένως, μπορεί να περιέχει ασβεστόλιθο ή κιμωλία. Το ανθρακικό νάτριο, το οποίο είναι πολύ διαλυτό, μπορεί να προστεθεί για να μειώσει τη σκληρότητα του νερού ή τα επίπεδα ασβεστίου και μαγνησίου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ανθρακικού ασβεστίου, το οποίο δεν είναι πολύ διαλυτό.

Στη συνέχεια προστίθεται περισσότερο ανθρακικό νάτριο. Σε αυτή την περίπτωση, το ανθρακικό καταλήγει να είναι το κοινό ιόν. Αυτή η προσθήκη έχει ως αποτέλεσμα την καθίζηση ανθρακικού ασβεστίου έξω από το υδατικό διάλυμα. Διαβάστε για την επεξεργασία του νερού σε βάθος εδώ!

Παράδειγμα του φαινομένου του κοινού ιόντος

Ας πάρουμε ένα διάλυμα θειικού ασβεστίου ως παράδειγμα. Σε ένα κορεσμένο διάλυμα, το θειικό ασβέστιο βρίσκεται σε ισορροπία με ιόντα ασβεστίου και θειικά ιόντα. Το μεγαλύτερο μέρος του θειικού ασβεστίου θα παραμείνει ως μόρια, αλλά ένα μικρό ποσοστό θα διασπαστεί σε ιόντα.

Αυτό είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα του φαινομένου των κοινών ιόντων. Η προσθήκη χλωριούχου ασβεστίου στο κορεσμένο διάλυμα θειικού ασβεστίου προκαλεί την καθίζηση επιπλέον θειικού ασβεστίου από το διάλυμα, μειώνοντας την αποτελεσματική διαλυτότητά του. Η προσθήκη μιας ένωσης ή διαλύματος που περιέχει θειικά ιόντα, όπως το θειικό νάτριο, θα είχε παρόμοιο αποτέλεσμα.

Περαιτέρω ανάγνωση

• Υπολογισμός ποσοστιαίας απόδοσης
• Υπολογισμός ποσοστού κατά βάρος
• Προβολές Newman
• Νόμος του Hess