Произведение растворимости

Подавляющее большинство ве­ществ обладает ограниченной растворимостью в воде и других рас­творителях. Поэтому на практике часто приходится встречаться с системами, в которых в состоянии равновесия находятся осадок и на­сыщенный раствор электролита. Вследствие динамического характе­ра равновесия скорость процесса растворения осадка будет совпадать со скоростью обратного процесса кристаллизации. Так, для насы­щенного раствора электролита находящегося в равновесии с его твердой фазой, будет характерен следующий обратимый процесс:

Этот процесс является гетерогенным, т.е. протекает на поверхно­сти осадка. Поэтому константа равновесия этого процесса будет оп­ределяться только произведением активностей ионов в растворе и не зависит от активности твердого компонента:

(11.1)

Таким образом, произведение активностей ионов электролита, содержащихся в его насыщенном растворе при данной температу­ре, есть величина постоянная. Эту величину называют произведени­ем, растворимости электролита и обозначают ПР. Как константа равновесия, произведение растворимости зависит от природы раство­ренного вещества и растворителя, а также от температуры и не зави­сит от активностей ионов в растворе.

В настоящее время экспериментальное определение активностей отдельных ионов представляет неразрешимую задачу. Поэтому про­изведение растворимости применяется для малорастворимых элек­тролитов, т.е. таких электролитов, концентрация насыщенных рас­творов которых незначительна. Для расчета коэффициентов активно­сти отдельных ионов применяют правило ионной силы или с доста­точной степенью точности заменяют активности ионов их концен­трациями.

Обычно при характеристике малорастворимого электролита ука­зывают или его растворимость, или произведение растворимости при данной температуре, так как между этими величинами существует тесная связь. Для приведенного выше равновесия связь между ПР и растворимостью с_р выразится уравнением

, (11.2)

где у— коэффициент активности.

Зная активности ионов малорастворимого электролита в растворе, можно оценить, выпадет ли в данных условиях осадок. Для этого не­обходимо подставить активности ионов в выражение и полу­ченное значение сравнить со справочным (табличным). Осадок выпа­дет, если полученное значение произведения активностей ионов пре­вышает табличное.

В соответствии с уравнением при увеличении активности одного из ионов малорастворимого электролита активность второго иона уменьшается. Поэтому, если в раствор малорастворимого элек­тролита внести какой-нибудь хорошо растворимый сильный электро­лит, содержащий одноименный ион, то растворимость малораство­римого электролита уменьшится. Например, при добавлении в раствор СаСОз повысится концентрация иона СОз²" и поэтому уменьшится концентрация иона Са²⁺ и соответственно снизится рас­творимость СаСОз. Таким методом можно осаждать из раствора малорастворимые электролиты.

Дата добавления: 2014-01-04