Равновесие в растворах малорастворимых соединений
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 5.00 (1 Голос)

Краткие теоретические основы.

Реакции осаждения – растворения представляют собой один из видов гетерогенного равновесия и широко используются в аналитической химии. Такие системы подчиняются закону действия масс и характеризуются константой равновесия, которая называется произведением растворимости (ПР). Для реакции осаждения – растворения mA + nB AmBn↓ произведение растворимости (термодинамическая константа растворимости) имеет вид:

ПРa, AmBn = , где aA и aB – активности соответствующих ионов; [А] и [В] – равновесные концентрации ионов; FА и FВ - коэффициенты активности ионов.

Произведение растворимости – постоянная при данной температуре величина, равная произведению активностей ионов в насыщенном растворе малорастворимого электролита. В растворах малорастворимых веществ концентрации ионов, как правило, очень малы. Если в растворе отсутствуют другие ионы, то концентрации мало отличаются от активностей ионов, т. к. в отсутствии других электролитов ионная сила раствора (m) очень мала и коэффициенты активности ионов близки к единице. Поэтому для этого случая справедливо равенство: ПРAmBn = , где ПРAmBn – реальная, или концентрационная константа растворимости.

По опытным данным о растворимости малорастворимого электролита рассчитывают произведение растворимости, а также решают обратную задачу на основании справочных данных о произведении растворимости. Растворимость веществ может быть выражена в любых единицах, а в величину ПР входят молярные концентрации ионов.

Осадок выпадает только из пересыщенного раствора, т. е. если произведение молярных концентраций ионов, способных образовывать малорастворимое вещество, больше значения ПР данного вещества. Если произведение молярных концентраций ионов меньше ПР, то осадок не выпадает, а при внесении в такой раствор твёрдой фазы этого вещества оно будет растворяться.

В случае, если растворимость малорастворимых соединений относительно высока (ПР ³ 10–7), то концентрации ионов в растворе будут относительно высоки, и вследствие межионных взаимодействий активность ионов понижается, поэтому в выражение для ПР подставляются не концентрации, а активности ионов: ПРAmBn = . Активности ионов малорастворимого электролита учитывают также, если в растворе присутствуют посторонние (индифферентные) сильные электролиты.

Если ионы осадка в растворе вступают в конкурирующие реакции (кислотно-основные, комплексообразования), то равновесие между осадком и раствором характеризуется условным произведением растворимости ПР´AmBn (условная константа растворимости). Например, при осаждении хлорида серебра большим избытком соляной кислоты может идти растворение осадка с образованием комплексного соединения:

Ag+ + HCl AgCl¯ + H+

AgCl¯ + HCl AgCl2– + H+

Общая концентрация ионов серебра состоит из концентрации ионов серебра [Ag+], перешедших в раствор вследствие растворимости осадка (AgCl), и из концентрации ионов серебра, входящих в состав комплекса [AgCl2]–:

СAg+ = [Ag+] + [AgCl2]–.

Следовательно, [Ag+] будет меньше общей концентрации серебра:

[Ag+] < СAg+ ® [Ag+] = СAg+ · gAg+, причём g < 1, ® ПР´AmBn = .

Термодинамическое, реальное (концентрационное) и условное произведение растворимости связаны следующим соотношением:

ПР´AmBn = ПРAmBn · = ПР’AmBn · ·.

Коэффициент g не всегда можно легко рассчитать, поэтому, когда побочные реакции протекают в незначительной степени, можно использовать электростатические коэффициенты F (коэффициенты активности ионов). В химических справочниках приводятся термодинамические константы произведения растворимости.

Все вычисления, связанные с образованием и растворением осадков, выполняют по следующей схеме:

-  составляют уравнения диссоциации электролитов, ионы которых образуют осадок;

-  составляют ионное уравнение образования осадка;

-  записывают выражение произведения растворимости в соответствии с ионным уравнением образования осадка и находят значение ПР по таблицам или рассчитывают;

-  вычисляют равновесные концентрации ионов;

-  подставляют равновесные концентрации в значение ПР и определяют искомую величину.

Равновесия в растворах малорастворимых соединений - 5.0 out of 5 based on 1 vote

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство