Spørgsmål:
Hvorfor er sølvklorid mindre opløseligt end sølvnitrat?
ManishEarth
2012-05-16 16:27:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Relateret: Reaktion mellem sølvnitrat og aluminiumchlorid

Eksperimentelt er $ \ ce {AgCl} $ uopløselig i vand, men $ \ ce {AgNO3} $ er opløseligt. De er ret almindelige i et laboratorium (godt, $ \ ce {AgCl} $ er et almindeligt bundfald) - så jeg tror, ​​de fleste af os ved det.

Af Fajans regler på den anden side indebærer større anion $ \ $ mere polarisering / kovalent karakter $ \ implicerer $ mindre opløselighed. Men $ \ ce {NO3 -} $ er den større anion, men alligevel er $ \ ce {AgNO3} $ mere opløselig.

Er der nogen teoretisk grund til dette?

Syv svar:
Janice DelMar
2012-05-17 10:05:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

I kommentaren til mit tidligere svar bad du om en teoretisk grund til opløselighederne uden at tage energidata i betragtning. Da jeg ved af energihensyn, at problemet ikke er anionernes opløsning, kan jeg præsentere en grund baseret på styrken af ​​den ioniske binding i de to forbindelser. Denne reference (såvel som andre) angiver, at binding i $ \ ce {AgCl} $ har en usædvanlig høj kovalent karakter, hvilket gør den til en strammere obligation. $ \ Ce {Ag +} $ ion og $ \ ce {Cl -} $ ion er tæt på samme størrelse (med sølvionen mindre), så de kan nærme sig hinanden ret tæt. I sølvnitrat er $ \ ce {NO3 -} $ ionen større og tillader ikke så tæt en tilgang som kloridionen, så bindingen er svagere, lettere at bryde op, og saltet er mere opløseligt.

cbeleites unhappy with SX
2012-05-16 20:25:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg er bange for, at dette snarere er et ikke-svar (eller hvorfor er det så svært at besvare dette) ...

  • Næsten meget alle nitrater er opløselige. Dette forklares ofte med den usædvanligt gode delokalisering af den negative ladning.

  • På den anden side er sølvsalte generelt ikke godt opløselige (jeg husker kun fluor, nitrat og perchlorat som opløseligt. Sulfat, carbonat, oxid, sulfid (selvfølgelig ), selv det stochiometriske cyanid (hvis jeg ikke husker det rigtigt) er ikke opløseligt.

  • Så i tilfældet med nitratet ser det normalt ud til, at nitrater har god opløselighed, ikke så god opløselighed af sølvsalte.

  • For kloridet er det måske ens: Kloridet står mellem den gode opløselighed af AgF og den lave opløselighed af AgBr. Bare her, "Uopløseligt" vinder.

  • (Der er også - relateret til Fajan tror jeg - HSAB-konceptet, som også forsøger at udvide til hårdt hårde uopløselige salte [f.eks. $ \ ce {CaF2} $ ] - Men for sagen her handler det om lige så uhensigtsmæssigt som Fajan. Jeg tror, ​​at disse to koncepter fungerer bedre i en række af lignende ioner, som Ag-halogenider)

  • Jeg tror vanskeligheden ved at forklare / forudsige fra t arv kan komme fra det faktum, at der er modstridende, men stærke effekter, der skal overvejes, så det er svært at forudsige, hvad resultatet nøjagtigt bliver (tab af betydning: at trække to næsten lige store tal, du er måske ikke engang i stand til at være sikker om tegn på resultatet).

 stofopløselighed / (mol / l) AgF 1,4 ⋅ 10¹ = 1,4e1AgNO3 1-5 ⋅ 10⁰ = 1e0 - 5e0AgCl 5 ⋅ 10⁻⁴ = 5e-4AgBr 7 ⋅ 10⁻⁷ = 5e-7AgI 9 ⋅ 10⁻⁹ = 9e-9Ag2S 1,7 ⋅ 10⁻¹⁷ = 1,7e-17 

Opløseligheden mellem forskellige halogenider varierer med 10 størrelsesordener mellem fluor og iodid. Det svarer til en 10 gange ændring i $ \ Delta_RG ^ 0 $ . En faktor 10 i energi er som bindingsstyrke kovalent mod H-binding eller som rotation mod vibration vs. elektronisk overgang af et molekyle.

  • Se på papiret, som jeg linkede fra det andet spørgsmål. Det er faktisk fokuseret på $ \ ce {AgCl} $ .
Jeg kan ikke se eksponenterne i opløselighedstabellen med min enhed.Forsøgte at bruge mathjax og blå gnister kom flyvende væk fra skærmen.(OK, faktisk virkede det bare ikke.) Kan du ændre din syntaks, så eksponenterne ikke behøver specialtegn?
@OscarLanzi: Der er du.
Janice DelMar
2012-05-16 22:11:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

For at opløse et salt skal du bryde ionerne fra hinanden og hydrere dem i opløsning. Du kan bruge ionerens hydraliseringshal og krystalgitterenergien af ​​det faste stof til at forudsige, hvilke forbindelser der opløses.

Jeg fandt data om, at krystalgitterenergien på $ \ ce {AgCl} $ er -916,3 kJ / mol (eksperimentel), mens gitterenergien til $ \ ce { AgNO_3} $ er -820 kJ / mol. (Da gitterenergi defineres som den energi, der frigøres, når ionerne forbinder sig til dannelse af et fast stof, er det altid negativt. Vend tegnet for den mængde energi, du har brug for at indsætte for at bryde krystallen fra hinanden i separate ioner i gasfasen. ) Fra disse data kan du se, at det tager en hel del mere energi at bryde fra hinanden $ \ ce {Ag +} $ og $ \ ce {Cl -} $ -ioner, end det gør $ \ ce {Ag +} $ og $ \ ce {NO3 -} $ -ioner, formodentlig fordi kloridionen er mindre og mere fastholdt. Hvis hydratiseringsværdien er omtrent den samme i de to tilfælde (jeg kunne ikke finde faktiske værdier), er det måske ikke nok til at overvinde den ekstra energi, der er nødvendig for at nedbryde ionerne.

Så både hydreringens entalpi og krystalgitterenergi er vigtige overvejelser for opløselighed. Der er en ganske god diskussion om, hvordan man tænker på opløselighed af salte, og hvilke faktorer der påvirker opløselighed ved hjælp af en Born-Haber-cyklus, i denne reference.

Føjede dette afsnit til svaret efter først at have sat det i kommentarerne nedenfor. Beregning ud fra entalpi af hydratiseringsdata (-850,7 for $ \ ce {AgCl} $ og -794.4 for $ \ ce {AgNO3 } $ siger, at $ \ ce {Cl -} $ er den mere opløselige ion med -61,3 kJ / mol (siden bidraget fra solvatisering af $ \ ce {Ag +} $ ville være den samme i hvert tilfælde). Nitrat ville være den mindre opløselige ion (fra energispørgsmål) i overensstemmelse med Fajans regler. Entalpi af hydratiseringsdata blev opnået fra problemer i en kemibog.

Det er stadig eksperimentelt - du har taget energidataene. Jeg leder efter en teoretisk grund..Det er det stik modsatte af hvad Fajans regler forudsiger.
Fajans regler taler om polariserbarheden af ​​ionerne, som vil påvirke, hvor godt de er solvatiseret, men opløsningen er kun et aspekt af opløselighed med den anden del afhængigt af krystalgitterenergi. Du kan ikke se på opløseligheden af ​​$ \ ce NO_3 ^ - $ ion isoleret, du skal overveje forbindelsen. Dit spørgsmål kan ende med at blive "hvorfor har nitratsalte en lavere gitterenergi" i modsætning til at se på hydratiseringsenergi. For disse to er forskellen i gitterenergien større end forskellen i hydratiseringsenergien (beregnet -850,7 for AgCl og -794, 4 for $ \ ce AgNO_3 $.
Beklager, endnu en kommentar efter at have tænkt. Beregning ud fra entalpi af hydratiseringsdata ovenfor siger, at $ \ ce Cl ^ - $ er den mere opløselige ion med -61,3 kJ / mol (da bidraget fra solvatisering af $ \ ce Ag ^ + $ ville være det samme i hvert tilfælde) . Nitrat ville være den mindre opløselige ion (fra energispørgsmål) i overensstemmelse med Fajans regler.
Thomas Adamson
2012-05-16 23:44:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Se på den krystallinske struktur af $ \ ce {AgCl} $ vs $ \ ce {AgNO3} $.

Chlorider danner normalt ansigt-centrerede kubiske krystaller, mens nitrater danner trigonale plane krystaller. Nitrat er et trekantet molekyle med en positiv ladning på kvælstof og en (2–) ladning på oxygener.

I FCC interagerer hver ion med seks ioner med modsat ladning i et oktaedrisk arrangement.

Men med et nitrat interagerer nitrationerne kun med 2 ioner af modsatladning over og under den 2/3 negative ladning på oxygenserne peger på nærliggende positivt ladet nitrogen. Denne indretning er langt mere ustabil, og i sølvnitrationer er det langt mere tilbøjelige til at blive pisket væk af ion-dipol-interaktioner.

Der er ikke en positiv "ladning" på kvælstof eller en negativ "ladning" på iltet. Nitrationen holdes sammen med kovalente bindinger, og den enkelte negative ladning delokaliseres over ionen. Taler du om oxidationstal? Nitrogenoxygensbindingerne ville være polære med mere elektrondensitet på oxygenserne, men elektrondensiteten ville være jævnt fordelt over de 3 oxygens.
Kan du henvise mig til en reference for nitrater, der danner trigonale plane krystaller? Jeg er ikke bekendt med det. Formen på nitrationen (holdes sammen med kovalente bindinger) ville være trigonal plan i VSEPR-teorien. Et papir om formen af ​​sølvnitratkrystaller er beskrevet her pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/1966/J1/j19660000123
Ashu
2012-05-16 18:27:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg er ikke meget sikker på dette. Jeg var også meget nysgerrig efter nedbør, og det svarer til det, jeg havde læst et eller andet sted på nettet (kan ikke finde webstedet, fik det fra Wikipedia)

Opløselighed opstår under dynamisk ligevægt, som betyder, at opløselighed skyldes de samtidige og modsatte processer med opløsning og faseforbindelse (f.eks. udfældning af faste stoffer). Opløselighedsligevægten opstår, når de to processer forløber med en konstant hastighed.

Så i henhold til dette er processen med faseforbindelse meget meget mere end opløsning i $ \ ce {AgCl} $ således er det er uopløselig i vand, men i $ \ ce {AgNO3} $ er det lige det modsatte.

Abirami
2016-07-31 16:30:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

I $ \ ce {AgCl} $ og $ \ ce {AgNO3} $ er kationen den samme, dvs. sølvion; sammenlign nu anionen. Større anion betyder mindre er den effektive nukleare ladning på valensskallen. Derfor er mere deformationen af ​​anionen på grund af kationen. Mere deformation betyder mere kovalent karakter af bindingen. Mere covalency betyder mindre opløselighed.

Amod Bhat
2017-04-14 00:52:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

HELT ENKELT: Binding mellem AgCl er mere kovalent i naturen, og størrelsen af ​​begge ioner er næsten ens i størrelse og er derfor uopløselig i vand.



Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...