염화은이 질산은보다 용해성이 떨어지는 이유는 무엇입니까?
On 2월 1, 2021 by admin관련 : 질산은과 알루미늄의 반응 염화물
실험적으로 $ \ ce {AgCl} $는 물에 용해되지 않지만 $ \ ce {AgNO3} $는 용해됩니다. 그들은 “실험실에서 꽤 흔합니다 (음, $ \ ce {AgCl} $는 일반적인 침전물입니다). 그래서 저는 우리 대부분이 이것을 알고 있다고 생각합니다.
Fajan의 규칙 은 더 큰 음이온 $ \ implies $ 더 많은 편광 / 공유 문자 $ \ implies $ 더 적은 용해도입니다. 그러나 $ \ ce {NO3-} $는 더 큰 음이온이지만 $ \ ce {AgNO3} $는 더 잘 용해됩니다.
이에 대한 이론적 인 이유가 있습니까?
답변
이전 답변에 대한 의견에서 에너지 데이터를 고려하지 않고 용해도에 대한 이론적 인 이유를 물었습니다. 에너지 고려 사항에서 문제가 음이온의 용매 화가 아니라는 것을 알고 있기 때문에 두 화합물의 이온 결합 강도에 따라 이유를 제시 할 수 있습니다. 이 참조 (및 기타 참조)는 $ \ ce {AgCl} $의 결합이 비정상적으로 높은 공유 특성을 가지고있어 더 단단한 결합을 만듭니다. $ \ ce {Ag +} $ 이온과 $ \ ce {Cl-} $ 이온은 같은 크기에 가깝기 때문에 (은 이온이 더 작음) 서로 매우 가깝게 접근 할 수 있습니다. 질산은에서 $ \ ce {NO3-} $ 이온은 더 크고 염화물 이온만큼 근접한 접근을 허용하지 않으므로 결합이 약하고 분해되기 쉬우 며 염이 더 잘 용해됩니다.
답변
안타깝게도 대답이 아닌 것 같습니다 (또는 대답하기가 왜 그렇게 어려운지). ..
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대부분의 모든 질산염은 용해됩니다. 이것은 종종 음전하의 예외적으로 좋은 비 국소화로 설명됩니다.
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반면에, 은염은 일반적으로 잘 용해되지 않습니다 (불소, 질산염 및 과염소산 염 만 용해 가능하다고 생각합니다. 황산염, 탄산염, 산화물, 황화물 (물론), 화학량 론적 시안화물 (내가 올바르게 기억한다면)조차도 그렇지 않습니다. ” t 가용성.
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따라서 질산염의 경우 일반적으로 질산염의 좋은 용해도가 일반적으로 은염의 용해도가 좋지 않은 것보다 우세한 것 같습니다.
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염화물의 경우 유사 할 수 있습니다. 염화물은 AgF의 좋은 용해도와 AgBr의 낮은 용해도 사이에 있습니다. 여기서 “불용성”이 이깁니다.
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(또한 Fajan과 관련된 것입니다. HSAB 개념 도 확장하려고합니다. 경질 불용성 염 [예 : $ \ ce {CaF2} $ ]-그러나 여기의 경우에는 Fajan만큼 도움이되지 않습니다. 저는이 두 가지 개념이 Ag- 할로 게 나이드와 같은 유사한 이온의 연속에서 더 잘 작동한다고 생각합니다)
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이론에서 설명 / 예측하는 데 어려움이 있다는 사실에서 비롯된 것 같습니다. 반대이지만 강력한 효과를 고려해야하므로 결과가 정확히 무엇인지 예측하기가 어렵습니다 (중요도 상실 : 거의 동일한 두 개의 큰 수를 빼면 결과의 부호에 대해 확신하지 못할 수도 있음).
substance solubility / (mol/l) AgF 1.4 ⋅ 10¹ = 1.4e1 AgNO3 1 - 5 ⋅ 10⁰ = 1e0 - 5e0 AgCl 5 ⋅ 10⁻⁴ = 5e-4 AgBr 7 ⋅ 10⁻⁷ = 5e-7 AgI 9 ⋅ 10⁻⁹ = 9e-9 Ag2S 1.7 ⋅ 10⁻¹⁷ = 1.7e-17
다른 할로겐화물 사이의 용해도는 불화물과 요오드화물 사이에서 10 배 정도 다릅니다. 이는 $ \ Delta_RG ^ 0 $ 의 10 배 변화에 해당합니다. 에너지의 계수 10은 공유 결합 대 H 결합 또는 분자의 회전 대 진동 대 전자 전이와 유사합니다.
- 다른 질문에서 링크 한 논문을보십시오. 실제로는 $ \ ce {AgCl} $ 에 중점을 둡니다.
설명
- 내 장치의 용해도 표에서 지수를 볼 수 없습니다. mathjax를 사용하여 시도하고 파란색 불꽃이 화면에서 날아갔습니다. (알겠습니다. 실제로 작동하지 않았습니다. ') 특수 문자가 필요하지 않도록 구문을 수정할 수 있습니까?
- @OscarLanzi : 여기 있습니다. .
답변
소금을 녹이려면 이온을 분해하여 수화시켜야합니다. 해결책. 이온 수화 엔탈피와 고체의 결정 격자 에너지를 사용하여 어떤 화합물이 용해되는지 예측할 수 있습니다.
나는 $ \ ce {AgCl} $ 는 -916.3kJ / mol (실험적) 이고 격자 에너지는 $ \ ce {AgNO_3} $ 는 -820kJ / mol입니다. (격자 에너지는 이온이 결합하여 고체를 형성 할 때 방출되는 에너지로 정의되기 때문에 항상 음수입니다. 결정을 가스 상태에서 분리 된 이온으로 분해하기 위해 투입해야하는 에너지 양의 부호를 반대로하십시오.)이 데이터에서 $ \ ce {Ag +} $ 와 pan class = “math-container”를 분리하는 데 훨씬 더 많은 에너지가 필요함을 알 수 있습니다. $ \ ce {Ag +} $ 및 보다> $ \ ce {Cl-} $ 이온 $ \ ce {NO3-} $ 이온, 아마도 염화물 이온이 더 작고 더 단단히 고정되어 있기 때문일 것입니다. 두 경우의 수화 엔탈피 값이 거의 같으면 (실제 값을 찾을 수 없음) 이온을 분해하는 데 필요한 추가 에너지를 극복하는 데 충분하지 않을 수 있습니다.
그래서 , 수화 엔탈피와 결정 격자 에너지는 용해도에 대한 중요한 고려 사항입니다. 이 참조 .
먼저 아래 설명을 입력 한 후 답변에이 단락을 추가했습니다. 수화 데이터의 엔탈피에서 계산 ( $ \ ce {AgCl} $ 및 -794.4 for $ \ ce {AgNO3} $ 는 $ \ ce {Cl −} $ 는 용해도가 더 높은 이온으로 -61.3kJ / mol ( $ \ ce {Ag +} $의 용매 화로 인한 기여 때문) 은 각각의 경우 동일합니다.) 질산염은 덜 용해됩니다. 이온 (에너지 문제)은 Fajan의 규칙과 일치합니다. 수화 데이터의 엔탈피는 화학 책의 문제에서 얻었습니다.
댓글
- ' 아직 실험 중입니다. ' 에너지 데이터를 가져 왔습니다. ' 이론적 인 이유를 찾고 있습니다 .. ' Fajan '의 규칙은 예측합니다.
- Fajan '의 규칙은 이온의 분 극성에 대해 설명합니다. 잘 그들은 ' 용 매화되지만, 용 매화는 결정 격자 에너지에 따라 다른 부분에 대한 용해성의 한 측면 일뿐입니다. $ \ ce NO_3 ^-$ 이온의 용해도는 ' 분리 된 상태에서 볼 수 없으며 화합물을 고려해야합니다. 질문은 결국 " 질산염이 수화 에너지를 보는 것과 달리 격자 에너지가 낮은 이유 " 일 수 있습니다. 이 둘의 경우 격자 에너지의 차이가 수화 에너지의 차이보다 큽니다 (AgCl의 경우 -850.7, $ \ ce AgNO_3 $의 경우 -794. 4).
- 죄송합니다. 위의 수화 데이터의 엔탈피에서 계산하면 $ \ ce Cl ^-$가 -61.3 kJ / mol만큼 더 가용성이 높은 이온이라고 말합니다 ($ \ ce Ag ^ + $의 용매 화로 인한 기여도는 동일하기 때문입니다. 질산염은 Fajan '의 규칙에 따라 (에너지 문제에서) 덜 용해되는 이온입니다.
답변
$ \ ce {AgCl} $ 대 $ \ ce {AgNO3} $의 결정 구조를보십시오.
염화물은 일반적으로 얼굴을 중심으로 형성됩니다. 질산염은 삼각형의 평면 결정을 형성하는 동안 입방정 결정입니다. 질산염은 질소에 양전하를, 산소에 (2–) 전하를 띠는 삼각형 분자입니다.
FCC에서 각 이온은 6 개의 반대 전하 이온과 상호 작용합니다. 팔면체 배열로.
그러나 질산염의 경우 질산염 이온은 다시 산소의 2/3 음전하 위와 아래의 반대 전하 2 개 이온과 만 상호 작용하면 이웃하는 양전하 질소를 가리 킵니다. 이 배열은 훨씬 더 불안정하며 질산은 이온은 이온-쌍극자 상호 작용에 의해 제거 될 가능성이 훨씬 더 높습니다.
댓글
- 질소의 양수 " 충전 "도 아니고 음수 " 충전
. 질산염 이온은 공유 결합과 함께 유지되고 단일 음전하가 이온 위에 비편 재화됩니다. 산화수에 대해 이야기하고 있습니까? 질소-산소 결합은 산소에 더 많은 전자 밀도로 극성을 갖지만 전자 밀도는 3 개의 산소에 고르게 분포됩니다.
- 삼각형 평면 결정을 형성하는 질산염에 대한 참고 자료를 알려 주시겠습니까? 저는 ' 그것에 익숙하지 않습니다. 질산염 이온의 모양 (공유 결합과 함께 유지됨)은 VSEPR 이론에서 삼각 평면입니다. 질산은 결정 모양에 대한 논문이 여기에 설명되어 있습니다. pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/1966/J1/j19660000123
Answer
잘 모르겠습니다.저도 침전물에 대해 궁금해했고 이것은 제가 인터넷 어딘가에서 읽은 내용과 비슷합니다 (사이트를 찾을 수없고 Wikipedia에서 가져옴).
용해도는 동적 평형 상태에서 발생합니다. 즉, 용해도는 용해 및 상 결합 (예 : 고체 침전)의 동시 및 반대 과정에서 발생합니다. 용해도 평형은 두 공정이 일정한 속도로 진행될 때 발생합니다.
따라서 이에 따르면 상 결합 프로세스는 $ \ ce {AgCl에서 해산 보다 훨씬 더 많습니다. } $ 따라서 물에 녹지 않지만 $ \ ce {AgNO3} $에서는 그 반대입니다.
답변
$ \ ce {AgCl} $ 및 $ \ ce {AgNO3} $에서 양이온은 동일합니다. 즉,은 이온입니다. 이제 음이온을 비교합니다. 음이온이 클수록 원자가 껍질에서 효과적인 핵 전하가 적다는 것을 의미합니다. 양이온에 의한 음이온의 변형. 결합의 더 많은 공유 특성. 공유 성이 높을수록 용해도가 낮아집니다.
답변
간단 함 : AgCl 사이의 결합은 본질적으로 더 공유 적이며 둘 모두의 크기입니다. 이온은 크기가 거의 비슷하므로 물에 녹지 않습니다.
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