نسخة الفيديو النصية
أملاح الثاليوم شديدة السمية، ولها ذوبانية منخفضة جدًّا. مع ذلك، يمكن إذابة 3.49 جرامات من برومات الثاليوم الأحادي، TlBrO3، في لتر واحد من الماء أثناء أحد التحضيرات المعملية. ما حاصل الإذابة لبرومات الثاليوم الأحادي؟ علمًا بأن الكتلة المولية لبرومات الثاليوم الأحادي تساوي 332.3 جرامًا لكل مول، اكتب إجابتك بالترميز العلمي لأقرب ثلاث منازل عشرية.
نحن عادة ما نفكر بالمواد الصلبة باعتبارها مواد قابلة للذوبان أو غير قابلة للذوبان. لكن العديد من المواد الصلبة التي نعتبرها غير قابلة للذوبان لها ذوبانية منخفضة جدًّا، وهذا يعني أنها تذوب في المذيب ولكن بكميات قليلة جدًّا. يمكننا التعبير عن هذا الذوبان في صورة تفاعل اتزان. وكمثال على ذلك سنكتب هنا تفاعلًا عامًّا لإذابة ملح فلز عام.
يمكننا تعريف ثابت الاتزان لهذا التفاعل، الذي يسمى «حاصل الإذابة». إنه يساوي تركيز كاتيون الفلز مضروبًا في تركيز الأنيون. يكتب التركيز بين أقواس مربعة ويقاس بوحدة المولار، أو المول لكل لتر، أو المول لكل ديسيمتر مكعب. وإذا كانت هناك معاملات تكافئية في التفاعل، يمكننا تضمينها في حاصل الإذابة برفع كل تركيز لأس يساوي معامله التكافئي.
دعونا نعرف حاصل الإذابة لملح الفلز في هذا السؤال، وهو برومات الثاليوم الأحادي. عندما يذوب برومات الثاليوم الأحادي، فإنه يتفكك إلى أيونات ثاليوم واحد موجب وأنيونات برومات. هذا يعني أن 𝐾sp لبرومات الثاليوم يساوي تركيز أيونات الثاليوم مضروبًا في تركيز أيونات البرومات. ومن ثم، علينا إيجاد تركيز أيونات الثاليوم وتركيز أيونات البرومات لحل هذه المسألة.
نحن لا نعرف تركيز الأيونات. هذه معلومة لم تذكر في المسألة. لكننا نعلم أن كل مول من برومات الثاليوم يتفكك ليكون مولًا واحدًا من أيونات الثاليوم، ومولًا واحدًا من أيونات البرومات. ولكل كمية X من برومات الثاليوم تذوب في المحلول، تتكون نفس الكمية X من أيونات الثاليوم وأيونات البرومات. لذا، إذا حسبنا كمية برومات الثاليوم الذائبة في المحلول، فسيكون بإمكاننا حساب حاصل الإذابة.
علمنا من المسألة أن 3.49 جرامات من برومات الثاليوم الأحادي تذوب في المحلول. لكن بما أن علينا التعبير عن الكمية المطلوب إيجادها بوحدة المول، فسنحول الوحدة من الجرام إلى المول. لإيجاد كمية المادة بالمول، نقسم كتلة هذه المادة على كتلتها المولية. وبهذه الطريقة، يمكننا حساب كمية برومات الثاليوم بالمول.
كتلة برومات الثاليوم المعطاة في المسألة تساوي 3.49 جرامات. والكتلة المولية المعطاة تساوي 332.3 جرامًا لكل مول. وإذا حسبنا ذلك، فسنحصل على كمية برومات الثاليوم الأحادي المذابة. كمية برومات الثاليوم الأحادي تساوي 0.0105 مول. وبناء على الحسابات الكيميائية التكافئية للتفاعل، يمكننا القول إن هذه الكمية أيضًا كمية أيونات الثاليوم واحد موجب وكمية أيونات البرومات.
كل ما علينا فعله الآن قبل حل المسألة تحويل هذه الكمية إلى تركيز. ويمكننا حساب التركيز للمادة إذا قسمنا كمية المادة بالمول على حجم المحلول. حجم المحلول يساوي لترًا واحدًا. ومن ثم، فإن تركيز كل من أيونات الثاليوم واحد موجب وأيونات البرومات يساوي 0.0105 مول لكل لتر.
لقد أصبح لدينا الآن كل ما نحتاج إليه لإيجاد قيمة 𝐾sp. وبما أن تركيز كل من أيونات الثاليوم واحد موجب وأيونات البرومات يساوي نفس القيمة، وهي 0.0105 مول لكل لتر، يمكننا القول إن 𝐾sp يساوي مربع قيمة التركيز هذه. وهذا يساوي 1.1025 في 10 أس سالب أربعة مول تربيع لكل لتر تربيع. وبالتقريب لأقرب ثلاث منازل عشرية، نحصل على الإجابة النهائية. إذن، حاصل الإذابة لبرومات الثاليوم الأحادي يساوي 1.103 في 10 أس سالب أربعة مول تربيع لكل لتر تربيع.
