Što je molarna topljivost?

Molarna topljivost (M) je mjera sposobnosti spoja, koji se naziva otopljena tvar, da se otopi u specifičnoj tvari, koja se naziva otapalo. Točnije, to je maksimalni broj molova otopljene tvari koji se mogu otopiti u jednoj litri otapala, pa se molarna topljivost mjeri kao mol/L. Kada je broj molova otopljenih u litri otapala jednak molarnoj topljivosti, za otopinu se kaže da je zasićena, što znači da ne može otopiti više otopljene tvari.

Vrijednost M se oslanja na brojne varijable. Važna je konstanta produkta topljivosti, koja je označena Ksp. Ova je vrijednost konstantna za svaki spoj koji opisuje koliko se tvar lako otapa. Dodatno, omjer produkata i reaktanata u kemijskoj reakciji mora biti poznat za izračunavanje vrijednosti M. To se naziva stehiometrija reakcije.

Prvi korak u izračunu molarne topljivosti je uravnotežiti kemijsku jednadžbu za disocijaciju tvari. Da biste to učinili, morate osigurati da postoji jednak broj svakog atoma na strani proizvoda i reaktanta kemijske reakcije. Primjer uravnotežene kemijske jednadžbe s jednakim brojem svakog atoma na strani proizvoda i reaktanta prikazan je disocijacijom molekule natrijevog klorida (NaCl) na atome natrija (Na) i klora (Cl): NaCl (s) = Na+ (aq) + Cl- (aq). Fizičko stanje atoma i molekula označava se pomoću s za krutu tvar i aq za vodenu ili otopljenu u vodi.

Da biste odredili M, morat ćete potražiti Ksp vrijednost za otopljenu tvar ili početni spoj koji se otapa. Ovo je mjera molarne topljivosti tvari u standardnim uvjetima i može se naći na internetu ili u udžbenicima kemije. Sljedeća jednadžba opisuje odnos između Ksp i topivosti NaCl: Ksp = [Na][Cl]

Koristeći ovu jednadžbu, moći ćete pronaći koncentracije iona Na i Cl u zasićenoj otopini, uzimajući kvadratni korijen Ksp vrijednosti. Vrijednost svake koncentracije iona je ekvivalentna količini proizvoda koji je otopljen. Stoga je koncentracija iona jednaka M.

Vrijednost M ovisi o nizu čimbenika. Točnije, kada se otapalo zagrijava, više energije je dostupno unutar sustava, što omogućuje veću disocijaciju spoja, pa se molarna topljivost povećava s temperaturom. Ako se temperatura zasićene otopine smanji, M vrijednost se smanjuje, a otopljena tvar će se početi taložiti iz otopine kako temperatura pada. Kada se temperatura smanjuje, koncentracija otopine prije nego što se počne taložiti je veća od M, a takva otopina se kaže da je prezasićena.