- •Равновесие в системе раствор-осадок. Растворимость. Произведение растворимости. Понятие о константе растворимости. Факторы, влияющие на образование и растворение осадков.
- •1. Растворы.
- •2. Процесс растворения.
- •3. Растворимость.
- •4. Ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные растворы.
- •5. Способы выражения концентрации растворов.
- •1) Массовая доля растворённого вещества ω(х)
- •6. Произведение растворимости.
- •7. Факторы, влияющие на образование и растворение осадков.
- •1) Влияние концентрации растворов.
- •2) Влияние количества осадителя.
- •3) Влияние одноименного иона.
- •4) Влияние температуры.
- •5) Влияние рН раствора.
6. Произведение растворимости.
Равновесие осадок - насыщенный раствор малорастворимых соединений характеризуется величиной, называемой произведением растворимости (ПР).
Например, в насыщенном растворе BaSO4 устанавливается равновесие:
BaSO4↔ Ba2+ + SO42-
осадок раствор
Применив к этому равновесию закон действующих масс, можно записать:
К = [Ba2+] × [SO42-] или К × [BaSO4] = [Ba2+] × [SO42-] где К – константа
равновесия [BaSO4].
Т.к. в насыщенном растворе концентрация молекул сульфата бария величина постоянная, то постоянно и произведение величин, стоящих в левой и правой частях уравнения:
ПР (BaSO4) = [Ba2+] × [SO42-]
Таким образом,
ПР – постоянная величина, равная произведению концентраций ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе.
Если при диссоциации молекулы электролита образуется несколько одинаковых ионов, то в выражении ПР их концентрации должны быть возведены в соответствующую степень. Например:
Са3(РО4)2 ↔ 3Са2+ + 2РО43- выражение ПР будет иметь вид:
ПР (Са3(РО4)2) = [Са2+]3 × [РО43]2
В общем случае для малорастворимого электролита состава АnBm диссоциацию можно записать: АnBm ↔ nAm+ + mBn- . Выражение для ПР будет иметь вид:
ПР (АnBm) = [Am+]n × [Bn-]m
Значения ПР малорастворимых электролитов приводятся в справочных таблицах.
Исходя из значений ПР, можно вычислить растворимость (в моль/л) малорастворимых электролитов в воде, а так же определить последовательность выпадения осадков при смешивании нескольких катионов и анионов нерастворимых электролитов: в первую очередь будут выпадать осадки веществ, имеющих наименьшее значение ПР.
Пример 1: Растворимость Mg(OH)2 , приготовленного при температуре 20 оС равна 0,031 г/л. Определите произведение растворимости.
Решение: Молярная масса вещества составляет М(Mg(OH)2) = 58,31 г/моль. Вычислим молярную концентрацию данного вещества:
С = [Mg(OH)2] = 0,031 / 58,31 = 0,00053 = 5,3 ∙ 10-4 моль/л
Напишем уравнение диссоциации Mg(OH)2:
Mg(OH)2 ↔ Mg2+ + 2ОН-
Из уравнения диссоциации Mg(OH)2 видно, что концентрация ионов Mg2+ в насыщенном растворе равна концентрации Mg(OH)2 (5,3 ∙ 10-4 моль/л), а концентрация ионов OH- в 2 раза больше, т.е. 5,3 ∙ 10-4 × 2 = 0,00106 = 1,06 ∙ 10-3
Напишем выражение произведения растворимости Mg(OH)2 и произведем расчет:
ПР (Mg(OH)2) = [Mg2+] [OH-]2
ПР (Mg(OH)2) = 5,3 ∙ 10-4 × (1,06 ∙ 10-3)2 = 5,3 ∙ 10-4 × 1,12 ∙ 10-6 = 5,94 ∙ 10-10
Ответ: ПР (Mg(OH)2) = 5,94 ∙ 10-10
Пример 2: Произведение растворимости AgCl при температуре 25 оС равно 1,78 ∙ 10-10. Вычислите растворимость этой соли в моль/л и г/л.
Решение: Молярная масса соли составляет М(AgCl) = 143,3 г/моль. Напишем уравнение диссоциации соли AgCl = Ag+ + Cl-. Напишем выражение для произведения растворимости: ПР (AgCl) = [Ag+] [Cl-]. Обозначим через х концентрацию AgCl, тогда [AgCl] = х моль/л; [Ag+] = х моль/л; [Cl-] = х моль/л.
Вычислим растворимость AgCl в моль/л. Выражение ПР теперь имеет вид:
ПР (AgCl) = 1,78 ∙ 10-10 = х2, отсюда х = √1,78 ∙ 10-10 = 1,3 ∙ 10-5 моль/л.
Вычислим растворимость AgCl в г/л:
S (AgCl) = 1,3 ∙ 10-5 моль/л × 143,3 г/моль = 186,29 ∙ 10-5 = 1, 86 ∙ 10-3 г/л.
Ответ: 1,3 ∙ 10-5 моль/л, 1, 86 ∙ 10-3 г/л.