50 g χλωριούχου καλίου (KCL) προστίθενται σε 100 mL νερό. Όλοι εκτός από το 10 το KCL διαλύεται. Ποια κατάσταση ισορροπίας καθορίζεται στην προκύπτουσα λύση;
Κατανόηση των εννοιών
* Διαλυτότητα: Η μέγιστη ποσότητα διαλυμένης ουσίας (όπως το KCL) που μπορεί να διαλυθεί σε μια δεδομένη ποσότητα διαλύτη (όπως το νερό) σε συγκεκριμένη θερμοκρασία.
* Ισορροπία: Μια κατάσταση όπου ο ρυθμός διάλυσης (αντίδρασης προς τα εμπρός) ισούται με τον ρυθμό κρυστάλλωσης (αντίστροφη αντίδραση).
* Κορεσμένο διάλυμα: Μια λύση που περιέχει τη μέγιστη ποσότητα διαλυμένης ουσίας σε μια δεδομένη θερμοκρασία.
* Αξιοδωμένη λύση: Μια λύση που μπορεί να διαλύσει ακόμα περισσότερη διαλυτή ουσία.
* Υπεραϊκή λύση: Μια λύση που διατηρεί πιο διαλυμένη διαλυμένη ουσία από ό, τι κανονικά μπορεί σε μια δεδομένη θερμοκρασία, που συχνά δημιουργείται από την προσεκτική ψύξη ενός κορεσμένου διαλύματος.
Ανάλυση
1. Διάλυση: Όταν προσθέτετε KCl στο νερό, διαλύεται για να σχηματίσει ιόντα καλίου (Κ+) και χλωριούχα ιόντα (Cl-):
`` `
KCL (S) <=> K + (aq) + cl- (aq)
`` `
2. Όριο διαλυτότητας: Το γεγονός ότι μόνο 10 g KCL παραμένει αδιάλυτο δείχνει ότι το νερό έφθασε στο όριο διαλυτότητας για το KCL σε αυτή τη θερμοκρασία.
3. Ισορροπία: Τα 40 g του KCL που διαλύονται είναι σε ισορροπία με τα υπόλοιπα 10 g στερεού KCL. Αυτό σημαίνει:
* Αντίδραση προς τα εμπρός: Η διάλυση του στερεού KCL συνεχίζει με συγκεκριμένο ρυθμό.
* Αντίστροφη αντίδραση: Τα διαλυμένα k+ και cl-ions ανασυνδυάζονται για να σχηματίσουν στερεό KCL με τον ίδιο ρυθμό.
Η κατάσταση ισορροπίας
Το προκύπτον διάλυμα είναι ένα κορεσμένο διάλυμα του Kcl. Εδώ είναι γιατί:
* Το διάλυμα διατηρεί τη μέγιστη ποσότητα διαλυμένου KCL που είναι δυνατή σε αυτή τη θερμοκρασία.
* Το αδιάλυτο στερεό KCL αποτελεί απόδειξη της κατάστασης ισορροπίας.
* Το σύστημα βρίσκεται σε δυναμική ισορροπία, τόσο με τις εμπρόσθιες όσο και τις αντίστροφες αντιδράσεις που εμφανίζονται με ίσους ρυθμούς.
Σημαντική σημείωση: Η ακριβής διαλυτότητα του KCL στο νερό εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Μια υψηλότερη θερμοκρασία θα επέτρεπε σε περισσότερη KCL να διαλυθεί πριν φτάσει στην ισορροπία.
