Напишем:


✔ Реферат от 200 руб.
✔ Контрольную от 200 руб.
✔ Курсовую от 500 руб.
✔ Решим задачу от 20 руб.
✔ Дипломную работу от 3000 руб.
✔ Другие виды работ по договоренности.

Узнать стоимость!

Не интересно!

 

 

 

Произведение растворимости

 

Большинство веществ обладают малой растворимостью в воде и других растворителях. В насыщенном растворе малорастворимого электролита устанавливается гетерогенное равновесие между твердой фазой и ионами, образующимися при частичном растворении осадка.

Так, в насыщенном растворе электролита АnBm, находящегося в равновесии с его твердой фазой, будет протекать следующий обратимый процесс:

Этот процесс протекает на поверхности осадка. Состояние этого равновесия по закону действующих масс количественно характеризуется константой, называемой произведением растворимости (ПР):

ПР (AnBm)=[Am+]n[Bn–]m

В насыщенном растворе малорастворимого электролита произведение молярных концентраций ионов, возведенных в степени, равны их стехиометрическим коэффициентам, есть величина постоянная при данной температуре и называется произведением растворимости.

ПР зависит от природы растворителя и растворенного вещества, от температуры и не зависит от концентрации ионов в растворе.

Пример. Са3(РО4)2 « 3Са2+ + 2РО43–

                   ПР=[Са2+]3[РО43–]2

 

Произведение растворимости и растворимость вещества являются характеристиками малорастворимого вещества, между этими величинами существует тесная связь.

Растворимость (S) – это максимально возможная концентрация вещества в растворе, выражается в г/л, г/100 г Н2О.

Молярная растворимость S совпадает с молярной концентрацией насыщенного раствора, выражается в моль/л и связана с ПР:

ПР(AnBm)=[Am+]n[Bn–]m=(nS)n•(mS)m.

Для двухионных электролитов, например AgCl(n=1,m=1):

ПР(AgCl)=[Ag+][Cl–]=S2(AgCl)

Для трехионных электролитов, например CaF2(n=1,m=2):

ПР(CaF2)=[Ca2+][F]2=S(2S)2=4S3.

Следовательно, произведение растворимости и растворимость – взаимосвязанные величины, поэтому по известной растворимости вещества можно найти значение произведения растворимости и наоборот.

 

 

Вычисление произведения растворимости
малорастворимого электролита

 

При расчете произведения растворимости необходимо перевести в молярную растворимость (моль/л) растворимость, выраженную в г/л или г/100 г Н2О.

Для перехода растворимости, выраженной в г/100 г Н2О, к молярной концентрации можно принять объем насыщенного раствора »100 мл, учитывая малую растворимость электролита в Н2О.

Пример. Растворимость Mg(OH)2 при 18°С равна 0,012 г/л. Вычислите ПР(Mg(OH)2).

Молярная масса Mg(OH)2: М(Mg(OH)2)=58 г/моль. Рассчитаем молярную растворимость Mg(OH)2

S(Mg(OH)2) = L : M(Mg(OH)2) = 0,012 : 58 = 2,07•10–4 моль/л

Молярная растворимость совпадает с молярной концентрацией соли в растворе:

С(Mg(OH)2) = S(Mg(OH)2) = 2,07•10–4 моль/л

Найдем равновесные молярные концентрации ионов в растворе:

Mg(OH)2 « Mg2+ + 2OH–

[Mg2+] = S =2,07•10–4 моль/л

[ОН–] = 2S = 2,07•10–4•2 = 4,14•10–4 моль/л

Тогда ПР(Mg(OH)2) = [Mg2+][OH–]2;

           ПР(Mg(OH)2) = 2,07•10–4•(4,14•10–4)2 = 3,5•10–11

 

Вычисление концентрации ионов и растворимости
малорастворимого электролита в его насыщенном
растворе

 

Пример. Произведение растворимости PbJ2  при 18°С равно 1,4•10–8. Рассчитайте концентрации ионов Pb2+ и J– и молярную растворимость

PbJ2 « Pb2+ + 2J–

ПР(PbJ2) = [Pb2+][J–]2

Обозначим молярную растворимость соли – S моль/л. Тогда концентрации ионов равны:

[Pb2+] = S     [J–] = 2S

Следовательно

ПР(PbJ2) = [Pb2+][J–]2

ПР(PbJ2) = S(2S)2 = 4S3

1,4•10–8 = 4S3

; S = 1,5•10–3 моль/л

Молярная растворимость соли равна 1,5•10–3 моль/л.

Концентрации ионов равны:

[Pb2+] = 1,5•10–3 моль/л

[J–] = 2•1,5•10–3 = 3,0•10–3 моль/л.

Чтобы от молярной растворимости перейти к растворимости в г/л, необходимо молярную растворимость умножить на молярную массу вещества.

L = S•M(PbJ2) = 1,5•10–3•461 = 0,692 г/л.

 

Условия образования осадков

 

При проведении реакций в растворе, в результате которых возможно образование осадка, необходимо соблюдать определенные требования к выбору концентраций реагентов.

Условие образования осадка: произведение молярных концентраций ионов, возведенных в степень стехиометрических коэффициентов (ПК), должно быть больше величины произведения растворимости (ПР):

AnBm « nAm+ + mBn–

ПК(AnBm) = (CA+m)n•(CB–n)m > ПР(AnBm)

Если ПК(AnBm) < ПР(AnBm), то осадок не образуется. Следовательно, зная концентрации ионов  малорастворимого электролита в растворе, можно ориентировочно оценить, выпадет ли в данном случае осадок.

 

Пример. Произведение растворимости Fe(OH)2 при 25°С равно 1,65•10–15. Выпадет ли осадок при смешивании 4 мл 0,04н. FeSO4 и 6 мл 0,01М NaOH?

Решение. Молекулярное уравнение реакции

FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4

Ионно-молекулярное уравнение реакции

Fe2+ + 2OH– = Fe(OH)2

Для определения условия образования осадка необходимо рассчитать ПК

ПК(Fe(OH)2) = [Fe2+][OH–]2

Для нахождения ПК нужно найти концентрации Fe2+ и ОН–  после смешивания растворов заданной концентрации. Определяем исходные концентрации ионов до сливания растворов:

NaOH « Na+ + OH–        [ОН–]=0,01 моль/л

                        0,01 моль/л               0,01 моль/л

Для определения концентрации ионов Fe2+ нужно перевести нормальную концентрацию FeSO4 в молярную.

fэк(FeSO4) = 1/2      0,04н FeSO4 = 0,02M FeSO4

FeSO4 « Fe2+ + SO42–

                              0,02 моль/л   0,02 моль/л

Определяем концентрацию ионов после смешивания растворов.

Объем раствора после смешивания 4 мл FeSO4 и 6 мл NaOH стал 10 мл.

Концентрация ионов после смешивания растворов

Находим произведение концентраций

ПК(Fe(OH)2) = [Fe2+][OH–]2

ПК(Fe(OH)2) = 0,008 • 0,0062 = 2,88•10–7

Сравниваем ПК с ПР (приложение, табл.3)

2,88•10–7 > 1,65•10–15

Следовательно при сливании 4 мл 0,004н. раствора FeSO4 и 6 мл 0,01М раствора NaOH образуется осадок Fe(OH)2.

Исходные данные и результаты расчета заносим в таблицу.

 

Ионы

Концентрация, моль/л

ПК = [Fe2+][OH–]2

 

до сливания

растворов

после сливания

растворов

[Fe2+]

0,02

ПК = 0,008 • 0,0062 =

= 2,88•10–7

 

2,88•10–7 > 1,65•10–15

[OH–]2

0,01

 

Предыдущие материалы: Следующие материалы: