Равновесие в растворах малорастворимых соединений
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

Пример 1. Вычислить растворимость сульфата бария в 0,1 М растворе серной кислоты, если ПРBaSO4 = 1,1 · 10–10.

Решение.

Сульфат бария осаждается в присутствии электролита с одноимённым (одинаковым) сульфат-ионом.

¯BaSO4 Ba2+ + SO42–

Насыщенный раствор

H2SO4 ® 2H+ + SO42–

0,1 0,1

Обозначим через Р моль/л – растворимость сульфата бария в 0,1 М растворе серной кислоты. Концентрации сульфат-ионов и иона бария будут равны: [SO42–] = P + 0,1; [Ba2+] = P. Тогда ПРBaSO4 = [Ba2+] · [SO42–] =

= P · (P + 0,1) = 1,1 · 10–10 ® P = , т. к. P << 0,1, то упростим выражение: P = = 1,1 · 10–9 моль/л.

Концентрация растворённых молекул сульфата бария равна равновесной концентрации ионов бария в растворе.

Пример 2. Вычислить растворимость гидроксида магния в воде и в 0,02М растворе нитрата магния, если ПРMg(OH)2 = 1,8 · 10–11.

Решение.

¯Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH–

Насыщенный раствор

Mg(NO3)2 ® Mg2+ + 2NO3–

0,02 0,02

Обозначим через Р моль/л – растворимость гидроксида магния в 0,02 М растворе нитрата магния. Концентрации ионов магния и гидроксо-ионов будут равны: [Mg2+] = P + 0,02; [OH–] = 2P. Тогда ПРMg(OH)2 = [Mg2+] · [OH–]2 =

= (P + 0,02) · (2P)2 = 1,8 · 10–11. Т. к. P << 0,02, то, упростив выражение, получаем: 0,02 · (2P)2 = 1,8 · 10–11 ® 0,08 P2 = 1,8 · 10–11 ® P = 1,5 · 10–5 моль/л.

Рассчитаем растворимость гидроксида магния в воде. Обозначим через P1 моль/л – растворимость данного соединения в воде. Тогда получим:

P1 P1 2P1

¯Mg(OH)2 Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH–

насыщенный раствор

ПРMg(OH)2 = [Mg2+] · [OH–]2 = P1 · (2P)2 = 4P13 = 1,8 · 10–11.

® P1 = = 1,65 · 10–4 моль/л.

Следовательно, в присутствии электролита с одинаковым ионом растворимость гидроксида магния уменьшилась в одиннадцать раз:

Пример 3. Какой избыток серной кислоты необходим, чтобы осаждение свинца в виде сульфата было практически полным? ПРPbSO4 = 1 · 10–8.

Решение.

ПРPbSO4 = [Pb2+] · [SO42–] = 1 · 10–8.

В насыщенном растворе в отсутствии избытка осадителя [Pb2+] =[SO42–]=

= 10–4 моль/л.

Осаждение считается полным, если [Pb2+] = 10–6 моль/л. Это достигается, когда [SO42–] = Моль/л.

Таким образом, в конце осаждения и при промывании осадка концентрация серной кислоты над осадком должна быть не менее 10–2 моль/л.

Пример 4. Вычислить растворимость роданида серебра в 0,2 М растворе нитрата калия. ПРAgSCN = 1,1 · 10–12.

Решение. Растворимость осадков в присутствии сильных электролитов, не содержащих с осадком общих (одноимённых) ионов, повышается. Это явление называется солевым эффектом и обусловлено повышением ионной силы раствора. Ионная сила раствора рассчитывается по формуле:

M = 0,5,

Где Ci – молярная концентрация иона, а Zi – заряд иона. Коэффициент активности вычисляют по формулам:

Для растворов с ионной силой m £ 0,01

- lg FI = 0,5 · Zi2;

Для растворов с ионной силой m ³ 0,1

- lg FI = 0,5 · Zi2.

Коэффициенты активности приведены в приложении.

¯AgSCN Ag+ + SCN–

Насыщенный раствор

ПРAgSCN = aAg+ · aSCN– = FAg+ · [Ag+] · F SCN– · [SCN–] = 1,1 · 10–12.

AAg+, aSCN–, FAg+, F SCN– – соответственно, активности и коэффициенты активности ионов серебра и роданид-ионов.

Растворимость роданида серебра в воде равна:

РAgSCN = [Ag+] = [SCN–] = 1,05 · 10–6 моль/л. Для нахождения растворимости роданида серебра в 0,2 М растворе нитрата калия вычисляем ионную силу раствора (KNO3 ® K+ + NO3–):

0,2 0,2 0,2

M = 0,5 · (0,2 · 12 + 0,2 · (-1)2) = 0,2.

Влияние ионов серебра и роданид-ионов на ионную силу очень мало из-за их низкой концентрации (1,05 · 10–6 моль/л) и не учитывается.

Для однозарядных ионов при m = 0,2 коэффициенты активности равны: FAg+ = F SCN– = 0,7 ® ПРAgSCN = 0,7 · [Ag+] · 0,7 · [SCN–] = 1,1 · 10–12.

Пусть Р – растворимость роданида серебра в 0,2 М растворе нитрата калия, тогда Р = СAgSCN = [Ag+] = [SCN–]; 0,72 · Р2 = 1,1 · 10–12,

® Р = 1, 5 · 10–6 моль/л. Следовательно, растворимость роданида серебра увеличилась в 0,2 М растворе нитрата калия в = 1,43 раза.

Пример 5. Вычислить растворимость сульфата свинца в 0,02 М растворе сульфата магния. ПРPbSO4 = 1 · 10–8.

Решение.

¯PbSO4 Pb2+ + SO42–

MgSO4 ® Mg2+ + SO42–

0,02 0,02 0,02

Растворимость (Р) сульфата свинца в присутствии одноимённого сульфат-иона понижается и равна:

РPbSO4 = 5 · 10–7 моль/л.

Растворимость сульфата свинца в воде равна: ПРPbSO4 = [Pb2+] =[SO42–]=

= 10–4 моль/л. Следовательно, влияние одноимённого иона уменьшает растворимость осадка в = 200 раз.

Учтём влияние ионной силы раствора на растворимость сульфата свинца: m = 0,5 · (0,02 · 22 + 0,02 · (-2)2) = 0,08. Из приложения находим, что при m=0,08 для двухзарядных ионов (Pb2+ и SO42–) коэффициент активности равен 0,36. Подставляем значение коэффициента активности и [SO42–] в выражение для ПРPbSO4 и находим растворимость осадка (РPbSO4) в 0,02 М растворе сульфата магния с учётом ионной силы раствора: 0,36 · [Pb2+] · 0,36 · [SO42–]= = 1 · 10–8; 0,36 · [Pb2+] · 0,36 · 0,02 = 1 · 10–8; ® РPbSO4 = [Pb2+] = = = 3,8 · 10–6 моль/л. Следовательно, с учётом ионной силы раствора (солевой эффект) растворимость сульфата свинца понижается не в 200 раз, а в 26 раз.

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