Лабораторная работа № 16. Определение растворимости и произведения растворимости труднорастворимой соли.

Цель работы:

Определить: 1) константу электролити­ческого сосуда; 2) удельную электропроводность воды, которую используют для приготовления растворов электролита; 3) растворимость и произведение растворимости труднорастворимой соли.

Приборы и посуда:

1. Прибор для определения электропроводности растворов электролитов;

2. Мерный цилиндр на 100 мл;

3. Пипетка;

4. Коническая колба;

5. Термостат.

Реактивы и материалы:

1. Дистиллированная вода;

2. Раствор хлорида калия (С = 0,02 моль/л);

3. Раствор хлорида калия (С = 0,01 моль/л);

4. Раствор сильного электролита заданной концентрации.

В насыщенном растворе труднорастворимой соли концентра­ция так мала, что эквивалентная электропроводность этого раст­вора практически равна электропроводности при бесконечном разбавлении.

Тогда из уравнения следует

λ = χ ·1/С·1000. (1)

Величину λ вычисляют, исходя из предельных подвижностей ионов, по уравнению

λ =α f_λ (λ∞⁺ + λ∞^–) = α f_λ λ∞. (2)

Таким образом, определив опытным путем величину удельной электропроводности, можно рассчитать растворимость соли С (моль/л) по уравнению

C = .(3)

Для определения произведения растворимости труднорастворимой соли необходимо брать хорошо очищенную воду (дважды перегнанную), так как обычная дистиллированная вода в ре­зультате растворения в ней СО₂ и выщелачивания стекла имеет довольно высокую удельную электропроводность. Для удаления СО₂ дважды перегнанную воду кипятят в колбе из стекла «пирекс» (или кварцевой), пока не выкипит около 1/3 объема. После кипячения воду охлаждают, закрыв колбу трубкой, заполненной натронной известью.

Ввиду малой удельной электропроводности раствора труднорастворимой соли необходимо учитывать электропроводность воды, поэтому окончательно имеем

C = , где χ_ист. = χ_р.— χН₂О. (4)

Методика выполнения работы

Определение константы сосуда, удельной электропроводности воды и измерение электропроводно­сти проводят по методике, предложенной в лабораторной работе № 13.

Для работы могут быть использованы: карбонаты кальция и бария, сульфаты кальция и бария, оксалат кальция, фосфат свинца и др.

Небольшое количество (3 – 5 г) малорастворимой соли, ука­занной преподавателем, тщательно растирают в ступке, перено­сят в круглодонную колбу на 200 мл и несколько раз промывают декантацией очищенной водой.

Приливают к отмытой соли 100 мл очищенной воды, плотно закрывают колбу резиновой пробкой и встряхивают ее в тече­ние 15—20 мин (от руки или в аппарате для встряхивания). Дают отстояться осадку, поместив колбу в термостат на 10—15 мин.

После измерения χН₂О споласкивают электроды насыщенным раствором труднорастворимой соли и наливают в сосуд столько этого раствора, чтобы электроды были полностью погружены в раствор (40—50 мл), термостатируют сосуд и определяют элек­тропроводность раствора. Результаты измерений заносят в табл. I. (см. форму отчета).

Форма отчета

1. Указать цель работы.

2. Составить блок-схему исследования.

3. Таблица I.

Таблица 1

Определение константы электролитического сосуда и удельной электропроводности дистиллированной воды и исследуемой соли

Номер измерения	Наполнение сосуда электроли­том	Rx = R·m сопротив­ление, ом	χ электропроводность ом–1·см–1	Константа прибора С
1	1/50н. КСl
2	1/100н. КСl
3	вода
4	вода
5	Исследуемая соль

3. Рассчитать удельную электропроводность раствора и дистиллированной воды по уравнению (3). Рассчитать χ_ист.

4. Вычислить растворимость соли С, моль/л.

5. Записать уравнение диссоциации труднорастворимой соли А_nB_m.

6. Определить произведение растворимости по формуле

ПР = С(А)ⁿ C(B)^m = a(А)ⁿ a(B)^m ,

где a(А) и a(B) – активности катиона и аниона,

С(А) и С(В) – их концентрация, моль/л, так как вследствие низкой концен­трации труднорастворимой соли в растворе активности ионов можно считать приближенно равными их концентрациям.

7. Полученный результат сопоставить с табличным значением произведения растворимости соли.