Ионные равновесия при растворении. Произведение растворимости.

Ниже на основе теории электролитической диссоциации будет осуществлена количественная трактовка процессов растворения различных соединений. Запишем уравнение электролитичекой диссоциации малорастворимого соединения, например сульфата бария:

BaSO_4(тв.) +(5.k)

Тогда . Учитывая, что величина [BaSO₄] практически постоянна, можно записать [BaSO₄]K_d==ПР, т.е. произведениепостоянно. Чем оно меньше, тем меньше растворимость соответствующего соединения.

Эта константа носит название произведения растворимости (ПР)

ПР=(5.18)

В общем случае можно записать, что для реакции:

(5.л)

величина произведения растворимости может быть выражена соотношением:

(5.19)

Если произведение , то вещество будет находиться в растворе. Если же, то вещество будет выпадать в осадок до тех пор, пока не будет установлено равновесие (достигнуто произведение растворимости). Чем ниже произведение растворимости, тем труднее растворимо вещество.

Значения произведения растворимости находятся в справочных таблицах.

Таблица. 5.2

Значения произведения растворимости для некоторых труднорастворимых соединений

Уравнение диссоциации	ПР
BaSO4Ba2+ +	110-10
Ag2CrO42Ag+ +	210-12
Ag2CO32Ag+ +	810-12
Al(OH)3Al+3 +3OH-	110-34
Cd(OH)2Cd2+ + 2OH-	310-14

Из значения произведения растворимости легко вычислить растворимость (S)соответствующего соединения.

(5.20)

Запишем для Ag₂CrO₄произведение растворимости, тогда. Откуда получаем уравнение для растворимости Ag₂CrO₄:

(5.21)

Аналогичным образом можно рассчитать произведение растворимости для Al(OH)₃

ПР=S(3S)³= 27S⁴

(5.22)

Таким образом можно из значения произведения растворимости рассчитать растворимость любого соединения.

Вопросы и задачи

1. pHраствора сильной кислоты равно 4,4. Определить концентрацию ионов водорода.

2. Вычислить pH0,01М раствора гидроксида серебра.

3. Вычислить pH0,01М раствора азотной кислоты.

4. Определить pH0,1М раствора натриевой соли синильной кислоты.

5. Вычислить pH0,1М раствора метаборнокислого натрия (формула метаборной кислотыHBO₂).

6. Вычислить pH0,1М раствора синильной кислоты.

7. Вычислить концентрацию ионов водорода и гидроксила раствора сильной кислоты, если его pHравно 0,3.

8. Вычислить концентрацию ионов водорода и гидроксила в 110^-3М раствореKOH.

9. Электроосаждение цинка проходит из водного раствора сульфата цинка при pH= 10. Что необходимо добавлять в раствор этой соли, чтобы достичь требуемого значенияpH?

10. При электрохимической обработке меди скорость обработки ограничивается растворимостью образующейся при этом соли. Раствор какой соли целесообразно использовать, чтобы достичь максимальной скорости обработки?

11. Пользуясь табличными данными определить, какая соль в большей степени растворима в воде: AgClилиAg₂CrO₄?

12. Растворимость гидроксида цинка составляет 2,210^-5г в 100 г воды. Вычислить.

13. Произведение растворимости гидроксида кальция = 5,510^-6. ВычислитьpH раствора, содержащего 0,01 моль/лCa(OH)₂.

14. Рассчитать растворимость карбоната серебра (= 8,210^-12).