Расчет возможности осаждения при добавлении реагента-осадителя.

Для решения таких задач необходимо сопоставлять произведение концентраций ионов в растворе и числовое значение ПР соответствующего осадка. В отсутствие побочных реакций при [А]^m·[В]ⁿ<ПР_АmBn раствор ненасыщен, осадок А_mB_n не выпадает, а внесенный извне А_mB_n растворяется. Если же [А]^m[В]ⁿ>ПР_АmBn раст–вор пересыщен, выпадает осадок А_mB_n.

Если ионной силой раствора можно пренебречь, то вместо ПР^сподставляют значение ПР^тнепосредственно из справочника (примеры 11-12). Если же требуется учесть влияние ионной силы (хорошо растворимые осадки, высокая концентрация электролитов в растворе, близость значений [А]^m·[B]ⁿи ПР^т), то величину ПР^срассчитывают через коэффициенты активности соответствующих ионов, как описано в предыдущих разделах, и решение задачи усложняется (пример 13). Учет величины рН или процессов маскирования требует, как и при расчете растворимости, использования ПР^усл (пример 14). Следует учитывать и некоторые другие осложнения, в частности, взаимное разбавление растворов при смешивании (пример 12).

Расчет концентрации осадителя. Дробное осаждение. Формулы (4-6) можно использовать для нахождения концентрации осадителя, необходимой для достижения любой заданной растворимости (в том числе начала выпадения осадка или «конца осаждения», как в примерах 15-16). Терминами «конец осаждения» или «количественное осаждение» пользуются, когда растворимость снижается до 10^-6 моль/л,ведь дальнейшее прибавление осадителя хотя и ведет к уменьшению растворимости, но образования новых порций осадка мы уже не замечаем. Рассчитывая концентрацию осадителя для начала осаждения, надо знать ориентировочную концентрацию осаждаемого иона. Влияние ионной силы, рН или маскирующих веществ можно учесть, введя предварительно поправки к табличному значению ПР. Как видно из примера 17, перечисленные выше расчеты позволяют обосновать методику анализа; например, можно приблизительно оценить, сколько граммов осадителя (или миллилитров его раствора) следует прибавлять к растворенной пробе при гравиметрическом определении некоторого компонента.

Те же расчеты проводят, разделяя однотипные ионы по методу дробного осаждения (пример 18). Этим способом можно разделить те ионы, которые дают осадки, достаточно различающиеся по своей растворимости. Особенно удобно таким образом разделять металлы в виде их гидроксидов или сульфидов, регулируя рН раствора. Дробное осаждение сульфидов при разных рН является основой классического сероводородного метода качественного анализа, именно таким способом из смеси неизвестного состава выделяют группы катионов.

Обосновывая методику дробного осаждения, рассчитывают значение рН, при котором один из металлов осаждается полностью, а второй не осаждается совсем. Для этого сначала рассчитывают разделяющую концентрацию осадителя (ионов OH^-или S^2-), как в предыдущем примере, а затем пересчитывают ее в величину рН по соответствующим формулам (см. пример 19).

Если же значения ПР^тосадков у разделяемых ионов слишком близки, то либо ищут другой осадитель, либо дополнительно вводят маскирующее вещество, связывающее один из ионов значительно более прочно, чем другой. В этом случае значения ПР^услначинают отличаться гораздо сильнее, чем ПР^т, а такие отличия как раз и требуются для разделения. Так, кобальт (II) и марганец (II) дают близкие по величине ПР гидроксиды, а значит, их не удастся разделить, просто установив подходящее значение рН (пример 20). Однако кобальт маскируется аммиаком, а Mn (II) - не маскируется, что резко меняет их значения ПР^усли дает возможность при некоторых рН количественно осаждать Mn(OH)₂в присутствии Co²⁺.