Back to chapter

16.1:

Ortak İyon Etkisi

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Common Ion Effect

Languages

Share

Zayıf bir asit olan asetik asit, hidronyum ve asetat iyonları üretmek için çözelti içinde kısmen ayrışırken, tuzu, sodyum asetat, sodyum iyonları ve asetat üretmek için tamamen ayrışır. Hem asetik asit hem de sodyum asetat ortak olarak asetat iyonuna sahiptir. Bir asetik asit çözeltisine sodyum asetat eklendiğinde toplam asetat iyon konsantrasyonunu arttırır ve dengeyi bozar.Değişimi dengelemek için denge sola kayar ve denge yeniden kurulana kadar asetik asit üretimine neden olur. Bu durumda, ortak iyonun varlığı, bir bileşiğin azalmış ayrışması ile sonuçlanır. Bu fenomen, ortak iyon etkisi olarak bilinir.Ortak iyon etkisi, dengedeki reaktanların veya ürünlerin konsantrasyonundaki bir değişikliğin sistemin değişimi dengeleyen bir yöne kaymasına neden olacağını belirten Le Châtelier ilkesi yardımıyla açıklanabilir. 0, 050 molar amonyak çözeltisinin pH değeri 10, 97’dir. Çözeltiye 0, 040 molar amonyum klorür eklenirse, yeni pH değeri, amonyağın baz ayrışma sabiti ve bir ICE tablosu kullanılarak belirlenebilir.Amonyum klorür, 0, 040 molar amonyum ve klorür iyonu üretmek için tamamen iyonize olur. Klorür iyonları pH-nötr olduğundan, ihmal edilebilirler. Amonyak, amonyum ve hidroksit iyonları üretmek için kısmen ayrışır.Bu reaksiyon için Kb 1, 76×10⁻⁵’dir ve amonyum konsantrasyonu çarpı hidroksit konsantrasyonunun amonyak konsantrasyonuna bölünmesine eşittir. Başlangıç, değişim ve denge konsantrasyonlarının değerleri ICE tablosuna yerleştirilir ve konsantrasyondaki değişiklikler x ile gösterilir. Küçük x değeri nedeniyle, 0, 050 eksi x yaklaşık 0, 050’ye eşittir ve 0, 040 artı x yaklaşık 0, 040’a eşittir, bu daha sonra yüzde 5 kuralıyla doğrulanabilir.Bu değerleri Kb ifadesine koyarsak, x 2, 2×10⁻⁵ molara eşittir. Yaklaşık değer, hidroksit konsantrasyonu 0, 040 moların yüzde 5’inden az olduğu için geçerlidir. Çözeltinin pOH ve pH’ı standart denklemler kullanılarak hesaplanabilir ve sırasıyla 4, 66 ve 9, 34’e eşittir.Bu nedenle, ortak iyon olan amonyum iyonunun varlığı, amonyak ayrışmasının azalmasına neden olur ve böylece çözeltinin pH’ını 10, 97’den 9, 34’e düşürür.

16.1:

Ortak İyon Etkisi

Saf su ile karşılaştırıldığında, iyonik bir bileşiğin çözünürlüğü, ortak bir iyon içeren sulu çözeltilerde daha azdır (biri ayrıca iyonik bileşiğin çözünmesiyle de üretilir). Bu, Le Châtelier ilkesi kullanılarak açıklanabilecek kütle eylem yasasının bir sonucu olan ve ortak iyon etkisi olarak bilinen bir fenomen örneğidir. Gümüş iyodürün çözünmesini düşünün:

Bu çözünürlük dengesi, gümüş (I) veya iyodür iyonlarının eklenmesiyle sola kaydırılabilir, bu da AgI’nin çökelmesine ve çözünmüş Ag+ ve I konsantrasyonlarının düşmesine neden olur. Bu iyonlardan herhangi birini zaten içeren çözeltilerde, bu iyonların bulunmadığı çözeltilere göre daha az AgI çözünebilir.

Bu etki, çözünürlük ürünü tanımında gösterildiği gibi kütle etkisi açısından da açıklanabilir:

Gümüş (I) ve iyodür iyon molaritelerinin matematiksel ürünü iyonların kaynağına bakılmaksızın bir denge karışımında sabittir ve bu nedenle bir iyonun konsantrasyonundaki artış, diğerinde orantılı bir azalma ile dengelenmelidir.

Çözünürlük Üzerindeki Ortak İyon Etkisi

Ortak iyon, bileşiğin bir çözeltideki çözünürlüğünü etkiler. Örneğin, katı Mg(OH)2, aşağıdaki gibi Mg2+  ve OH iyonlarına ayrışır;

Doymuş bir Mg(OH)2 çözeltisine MgCl2 eklenirse, Le Châtelier prensibine göre ilave Mg+2 iyonunun ürettiği stresi azaltmak için reaksiyon sola kayar. Kantitatif terimlerde, eklenen Mg+2, reaksiyon bölümünün çözünürlük ürününden (Q>Ksp) daha büyük olmasına neden olur ve reaksiyon katsayısı tekrar Ksp‘ye eşit olana kadar Mg(OH)2 oluşur. Yeni dengede, [OH] daha azdır ve [Mg2+], saf sudaki Mg(OH)2 çözeltisinden daha büyüktür.

Doymuş bir Mg(OH)2 çözeltisine KOH eklenirse, ilave OH iyonunun baskısını azaltmak için reaksiyon sola kayar. Reaksiyon katsayısı tekrar Ksp‘ye eşit olana kadar Mg(OH)2 oluşur. Yeni dengede, [OH] daha büyüktür ve [Mg2+], saf sudaki Mg(OH)2 çözeltisinden daha azdır.

 Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 15.1: Precipitation and Dissolution.