Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

То раствор будет насыщенным относительно этого электролита, и в нем установится динамическое равновесие между осадком и жидкой фазой

Из выражения для константы растворимости следует, что в насыщенном растворе труднорастворимого электролита произведение молярных концентраций его ионов есть величина постоянная при данной температуре.

Если в результате диссоциации формульной единицы такого электролита образуется несколько одинаковых ионов, например:

 

Ca3(PO4)2 3Ca2+ + 2PO43–,

 

то при вычислении KS равновесная молярная концентрация каждого из ионов возводится в степень, равную стехиометрическому коэффициенту, стоящему в уравнении диссоциации перед данным ионом

 

 

Такое произведение молярных концентраций ионов в дальнейшем будем называть стехиометрическим произведением.

Таким образом для любого труднорастворимого электролита справедливо равенство

 

 

Константы растворимости, как и все константы равновесия, зависят от температуры, поэтому в справочной литературе они чаще всего приводятся для стандартных условий (T=298K и р=101,325 кПа) (табл. 14).

 

Таблица 14. Константы растворимости некоторых малорастворимых веществ при Т = 298 K

 

Вещество KS Вещество KS
1. AgBr 5,3 × 10–13 10. Ag2CO3 1,2 × 10–12
2. AgCl 1,56 × 10–10 11. Ag2C2O4 3,5 × 10–11
3. AgI 8,3 × 10–17 12. Ag2S 6,3 × 10–50
4. Ca3(PO4)2 2,0 × 10–29 13. Ag2SO3 1,5 × 10–14
5. BaSO4 1,1 × 10–10 14. Ag2SO4 1,6 × 10–5
6. CaCO3 3,8 × 10–9 15. Ag3PO4 1,3 × 10–20
7. BaCO3 4,0 × 10–10 16. Mg(OH)2 5 × 10–12
8. SrCO3 1,1 × 10–10 17. CuS 8,5 × 10–45
9. MgCO3 2,1 × 10–5 18. HgS 4 × 10–53

 

На основании вышеизложенного материала формулируется так называемое правило растворимости осадков.

1. Если стехиометрическое произведение молярных концентраций ионов труднорастворимого электролита в растворе равно величине его KS (или ПР) при данной температуре

 

 

 

2. Если стехиометрическое произведение молярных концентраций ионов в растворе электролита меньше величины его KS

 

 

такой раствор является ненасыщенным и в нем будет наблюдаться преимущественный переход ионов электролита из твердой фазы в жидкую (т.е. растворение осадка).

 

3. В перенасыщенном растворе стехиометрическое произведение молярных концентраций труднорастворимого электролита больше величины его KS

 

 

вследствие чего наблюдается переход ионов из жидкой фазы в твердую (т.е. выпадение осадка).

 

По величине KS труднорастворимого электролита можно рассчитать его растворимость, или коэффициент растворимости s и, наоборот, зная s, определить значение константы растворимости.

 

Пример 1. KS(BaSO4) = 1 × 10–11. Рассчитать коэффициент растворимости s этой соли в воде (г/дм3).

 

Решение. В насыщенном растворе сульфата бария устанавливается следующее равновесие:

 

BaSO4 Ba2+ + SO42–

 

При этом KS(BaSO4) = с(Ba2+) × c(SO42–)

 

Пусть с(Ba2+) = c(SO42–) = x моль/дм3

 

Подставим в уравнение для константы растворимости BaSO4 значения всех величин

 

1 × 10–10 = х2

 

и решим его относительно x

 

 

Так как n(Ba2+) = n(SO42–) = n(BaSO4), то в 1 дм3 насыщенного раствора BaSO4 при 25оС будет содержаться 1 × 10–5 моль BaSO4 (т.е. молярная растворимость BaSO4 составит 1 × 10–5 моль/дм3). Растворимость BaSO4, выраженная в г/дм3, будет равна:

 

s(BaSO4) = n(BaSO4) × M(BaSO4) = 1 × 10–5 × 233 = 2,33 × 10–3

 

Пример 2. Растворимость AgCl в H2O при 25оС равна 1,79 × 10–3 г/дм3. Рассчитайте KS(AgCl).

 

Решение. Зная массу соли, содержащуюся в 1 дм3 насыщенного раствора, можно рассчитать ее химическое количество

 

n(AgCl) = m(AgCl): M(AgCl) = 1,79 × 10–3: 143,5 г/моль»»1,25 × 10–5 моль

 

(т.е. молярная растворимость AgCl равна 1,25 × 10–5 моль/дм3)

 

Так как в растворе хлорида серебра n(Ag+) = n(Cl) = n(AgCl), можно записать, что

 

KS(AgCl) = = 1,25 × 10–5 × 1,25 × 10–5 = 1,56 × 10–10

 

Для электролитов, формульные единицы которых содержат одинаковое число катионов и анионов, значения KS позволяют судить о их растворимости и сравнивать ее между собой. При этом чем меньше величина константы растворимости, тем, соответственно, меньше молярная растворимость данного вещества и тем более разбавленным будет его насыщенный раствор.

Так, например, на основе анализа данных табл. 14 карбонаты металлов IIА группы и соли серебра, образованные двухосновными кислотами, в порядке уменьшения растворимости можно расположить следующим образом:

 

1) MgCO3 > CaCO3 > BaCO3 > SrCO3
  KS=2,1×10–5   KS=3,8×10–9   KS=4,0×10–10   KS=1,1×10–10

 

2) Ag2SO4 > Ag2CO3 > Ag2SO3 > Ag2S
  KS=1,6×10–5   KS=1,2×10–12   KS=1,5×10–14   KS=6,3×10–50

 

Для разнотипных электролитов, образующих при диссоциации разное число катионов и анионов, например: AgCl, Ag2SO4, Ag3PO4, сравнивать их растворимость по величине константы растворимости нельзя. В этом случае, зная KS, необходимо рассчитать молярную растворимость вещества, т.е. его равновесную концентрацию в насыщенном растворе, по формуле:

 

 

где m – число катионов (Ktn+), содержащееся в формульной единице электролита; n – число анионов (Anm ), содержащееся в формульной единице электролита.

 

Например, для AgCl и Ag3PO4 их константы растворимости равны, соответственно, 1,5 × 10–10 и 1,3 × 10–20 (табл. 14), а равновесные молярные концентрации этих же солей в насыщенном растворе, рассчитанные по вышеприведенной формуле, имеют значения:

 

(моль/дм3)

 

(моль/дм3)

 

Таким образом (с учетом того, что формульная единица Ag3PO4 содержит в 3 раза больше ионов Ag+ по сравнению с AgCl), в насыщенном растворе Ag3PO4 равновесная концентрация ионов Ag+ (4,68 × 10–6 ´ 3 = 1,404 × 10–5 моль/дм3) выше, чем в аналогичном растворе AgCl.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Гетерогенные равновесия | Образование и растворение осадков
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 317; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.018 сек.