Back to chapter

4.7:

Oplosbaarheid van Ionische Verbindingen

JoVE Core
Chimie
Un abonnement à JoVE est nécessaire pour voir ce contenu.  Connectez-vous ou commencez votre essai gratuit.
JoVE Core Chimie
Solubility of Ionic Compounds

Langues

Diviser

De oplosbaarheid van een opgeloste stof is de maximaal mogelijke concentratie bij oplosbaarheidsevenwicht in een bepaalde hoeveelheid oplosmiddel. Oplosbaarheid wordt beïnvloed door temperatuur en andere fysische omstandigheden. Stoffen die in water oplossen, worden in water oplosbaar genoemd.Een eenvoudige in water oplosbare ionische verbinding zoals natriumchloride lost op in water door uiteen te vallen in mono-atomische ionen. Hier is het gunstiger voor de watermoleculen en ionen om in oplossing met elkaar in wisselwerking te treden dan dat de ionen in de geordende vaste stof blijven. Een complexere, in water oplosbare ionische verbinding zoals natriumnitraat bevat ionen die zijn samengesteld uit meerdere atomen die covalent aan elkaar zijn gebonden, of polyatomische ionen.Wanneer natriumnitraat oplost, splitsen de polyatomische nitraationen zich niet op in stikstof en zuurstof. In plaats daarvan verspreiden de ionen zich in de oplossing als intacte eenheden. Stoffen die niet in water oplossen, zijn onoplosbaar in water.Zilverchloride is bijvoorbeeld een in water onoplosbare ionische verbinding. In dit geval is het gunstiger voor de ionen om in de geordende vaste stof te blijven dan om in wisselwerking te treden met water en zich in de oplossing te verspreiden. De oplosbaarheid van een ionische verbinding in water hangt af van het ionenpaar waaruit de verbinding bestaat.Scheikundigen hebben een reeks empirische richtlijnen opgesteld om de oplosbaarheid van ionische verbindingen in water te voorspellen. Uitzonderingen op deze richtlijnen zijn zeldzaam. Alle nitraten en acetaten zijn oplosbaar.Op dezelfde manier zijn alle ammonium-en niet-lithiumalkalimetaalverbindingen oplosbaar, netals bijna alle lithiumzouten. Sulfaatverbindingen zijn oplosbaar, met uitzondering van hun zouten met lood, kwik en zilver denk aan het acroniem LMS of de uitdrukking Let Me See en calcium, barium en strontium onthoud het acroniem CBS of de uitdrukking Come By Soon. Alle chloride-bromide-en jodidezouten zijn oplosbaar, met uitzondering van hun zouten met LMS lood, kwik en zilver evenals koper en thallium.Kijkend naar onoplosbare verbindingen, sulfiden en hydroxiden zijn onoplosbaar, met uitzondering van hun zouten met alkalimetalen en barium. Bovendien is ammoniumsulfide oplosbaar en is strontiumhydroxide oplosbaar bij verhitting. Op dezelfde manier zijn carbonaten en fosfaten onoplosbaar, met uitzondering van hun ammonium-en niet-lithiumalkalimetaalzouten.

4.7:

Oplosbaarheid van Ionische Verbindingen

Solubility is the measure of the maximum amount of solute that can be dissolved in a given quantity of solvent at a given temperature and pressure. Solubility is usually measured in molarity (M) or moles per liter (mol/L). A compound is termed soluble if it dissolves in water.

When soluble salts dissolve in water, the ions in the solid separate and disperse uniformly throughout the solution; this process represents a physical change known as dissociation. Potassium chloride (KCl) is an example of a soluble salt. When solid KCl is added to water, the positive (hydrogen) end of the polar water molecules is attracted to the negative chloride ions, and the negative (oxygen) ends of water are attracted to the positive potassium ions. The water molecules surround individual K+ and Cl ions, reducing the strong forces that bind the ions together and letting them move off into solution as solvated ions. 

Another example of a soluble salt is silver nitrate, AgNO3, which dissolves in water as Ag+ and NO3 ions. Nitrate, NO3, is a polyatomic ion, and in solution, it stays intact as a single whole unit. Unlike monatomic ions (K+, Cl, Ag+), which contain only one atom, polyatomic ions are a group of atoms that carry a charge (NO3, SO42-, NH4+). They remain such in solution and do not split into individual atoms. 

A compound is termed insoluble if it does not dissolve in water. However, in reality, “insoluble” compounds dissolve to some extent, that is, less than 0.01 M.

In the case of insoluble salts, the strong interionic forces that bind the ions in the solid are stronger than the ion-dipole forces between individual ions and water molecules. As a result, the ions stay intact and do not separate. Thus, most of the compound remains undissolved in water. Silver chloride (AgCl) is an example of an insoluble salt. The water molecules cannot overcome the strong interionic forces that bind the Ag+ and Cl  ions together; hence, the solid remains undissolved.

Solubility Rules

The solubility of ionic compounds in water depends on the type of ions (cation and anion) that form the compounds. For example, AgNO3 is water-soluble, but AgCl is water-insoluble. The solubility of a salt can be predicted by following a set of empirical rules (listed below), developed based on the observations on many ionic compounds.

i) Compounds containing ammonium ions (NH4+) and alkali metal cations are soluble
ii) All nitrates and acetates are always soluble.
iii) Chloride, bromide, and iodide compounds are soluble with the exception of those of silver, lead, and mercury(I)
iv) All sulfate salts are soluble except their salts with silver, lead, mercury(I), barium, strontium, and calcium
v) All carbonates, sulfites, and phosphates are insoluble except their salts with ammonium and alkali metal cations.
vi) Sulfides and hydroxides of all salts are insoluble, with the exception of their salts with alkali metal cations, ammonium ion, and calcium, strontium, and barium ions.
vii) All oxide-containing compounds are insoluble except their compounds with calcium, barium, and alkali metal cations.

This text is adapted from OpenStax Chemistry 2e, Section 11.2: Electrolytes.