1. Ca(H2PO4)2 → m = 234 g/mol
R = 2 g/100 g wody
2 g substancji — 102 g roztworu
x — 100 g roztworu
x = 100 • 2 : 102 = 1,96 [g substancji] → Cp = 1,96%
d = 1 g/cm3 = 1000 g/dm3
Cm = (Cp • d) : (m • 100) = (1,96 • 1000) : (234 • 100) = 0,084 [mol/dm3]
Ca(H2PO4)2⇆ Ca2+ + 2H2PO42-⇒ [Ca2+] = [Ca(H2PO4)2] = 0,084 mol/dm3
2. CaHPO4⇆ Ca2+ + HPO42-
Ir = 1,26 • 10-7 = x2 / √
x = 3,55 • 10-4⇒ [Ca2+] = 3,55 • 10-4 mol/dm3
[Ca2+] w Ca(H2PO4)2 : [Ca2+] w CaHPO4 = 0,084 mol/dm3 : 3,55 • 10-4 mol/dm3 = 236,6 ≈ 237
Odpowiedź: Stężenie jonów wapnia w nasyconym roztworze Ca(H2PO4)2 jest 237 razy większe niż w nasyconym roztworze CaHPO4.
Krok 1: Rozpuszczalność Ca(H2PO4)2 wynosi 2 g substancji na 100 g wody, czyli 2 g substancji jest w 102 g roztworu (masa roztworu to masa substancji + masa wody = 2 g + 100 g). Na tej podstawie obliczamy stężenie procentowe. Jest to ilość substancji w 100 g roztworu.
2 g substancji — 102 g roztworu
x — 100 g roztworu
x = 100 • 2 : 102 = 1,96 [g substancji] → Cp = 1,96%
Krok 2: Stężenie procentowe przeliczamy na stężenie molowe według wzoru Cm = (Cp • d) : (m • 100). Gęstość d podajemy w g/dm3 (1 g/cm3 = 1000 g/dm3). Masę molową m obliczamy dzięki masom poszczególnych pierwiastków, które są dostępne w tablicy pierwiastków chemicznych.
m = 40 + 2 • (2 • 1 + 31 + 4 • 16) = 234 [g/mol]
Cm = (Cp • d) : (m • 100) = (1,96 • 1000) : (234 • 100) = 0,084 [mol/dm3]
Krok 3: Zapisujemy reakcję dysocjacji Ca(H2PO4)2.
Ca(H2PO4)2⇆ Ca2+ + 2H2PO42-
Zwróć uwagę, że na jeden mol soli w dysocjacji powstaje jeden mol kationów wapnia i dwa mole anionów. Stąd stężenie soli jest równe stężeniu kationów wapnia ([Ca2+] = [Ca(H2PO4)2] = 0,084 mol/dm3).
Krok 4: Iloczyn rozpuszczalności (Ir) opisuje jakie ilości soli mogą się rozpuścić w wodzie, osiągając nasycenie. Innymi słowy, jest to iloczyn stężenia jonów w roztworze, które pochodzą z danej soli. Zapisujemy dysocjację soli CaHPO4.
CaHPO4⇆ Ca2+ + HPO42-
Widzimy, że stężenie kationów (x) i anionów (x) jest takie samo, więc stężenie soli to x2. Na tej podstawie obliczamy x, by poznać stężenie kationów wapnia.
Ir = 1,26 • 10-7 = x2 / √
x = 3,55 • 10-4⇒ [Ca2+] = 3,55 • 10-4 mol/dm3
Krok 5: Porównujemy stężenie kationów wapnia w roztworach obu soli – dzielimy stężenie jonów wapnia w Ca(H2PO4)2 przez stężenie jonów wapnia w CaHPO4.
[Ca2+] w Ca(H2PO4)2 : [Ca2+] w CaHPO4 = 0,084 mol/dm3 : 3,55 • 10-4 mol/dm3 = 236,6 ≈ 237