Произведение растворимости. Между насыщенным при некоторой температуре водным раствором малорастворимого сильного электролита ambn и осадком этого вещества устанавливается состояние

Между насыщенным при некоторой температуре водным раствором малорастворимого сильного электролита AmBn и осадком этого вещества устанавливается состояние гетерогенного химического равновесия осадок насыщенный раствор: AmBn(k) = mA + nB

Термодинамическая константа данного гетерогенного равновесия (между малорастворимым соединением и его ионами в растворе) называется термодинамическим произведением растворимости К^опр и записывается как К^опр = a^m(A) aⁿ(B), поскольку для чистого твёрдого вещества AmBn активность a =1.

Из этого выражения следует: произведение активностей иoнов в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, в насыщенном растворе малорастворимого электролита есть величина постоянная для данного растворителя, температуры, давления.

В растворах с малой ионной силой, в которых коэффициенты активностей f ионов практически равны единице, можно считать, что активности ионов равны их равновесным концентрациям.

Соответственно вместо термодинамического произведения растворимости К^опр используют реальное концентрационное произведение растворимости Кпр = [A]^m∙ [ B]ⁿ.

Например, в насыщенном водном растворе малорастворимого соединения хлорида серебра:

AgCl(k) = Ag⁺(aq) + Cl^-(aq)

s s s

Термодинамическое произведение растворимости К^опр = a(Ag⁺) ∙ a(Cl^-).

Концентрационное произведение растворимости Кпр =[Ag⁺] [Cl^-].

Тогда K^oпр== a(Ag⁺) ∙ a(Cl^-) = f(Ag⁺)[Ag⁺] ∙ f(Cl^-)[Cl^-] = Kпр f(Ag⁺)∙f(Cl^-). Отсюда реальное концентрационное произведение растворимости Кпр = К^опр / f(Ag⁺)∙f(Cl^-).

Следовательно, чем больше величина ионной силы и соответственно меньше коэффициенты активностей, тем больше величина концентрационного произведения растворимости

Растворимостью s вещества называется концентрация его в насыщенном растворе.

____

Для насыщенного раствора хлорида серебра: Кпр = s∙s = s². Растворимость AgCl s = √Кпр

Поскольку увеличивается концентрационное произведение растворимости, увеличивается и растворимость соли.

Эффект повышения растворимости труднорастворимой соли с увеличением ионной силы называется эффектом высыливания

Пример1. Рассчитайте растворимость фосфата бария, если К^опр Ba₃(PO₄)₂) = 6,3·10^-39.

Решение:

Ba₃(PO₄)₂ = 3Ba²⁺ + 2PO₄^3-

Если s- растворимость фосфата бария, то: [Ba²⁺]= 3s, [PO₄^3-] = 2s.

К^опр = (3s)³ (2s)^{2 ­} = 108s⁵ = 6,3 ·10^-39.

_____________

Отсюда s = √ 6,3 ·10^-39 / 108 = 9 10^-9 моль/л.

Пример2 Рассчитайте растворимость CaSO₄ в 0,01 M Mg(NO₃)₂

K^oпр(CaSO₄) = 2,37 ∙

Решение ________

Растворимость CaSO₄ в чистой воде: s = √2,37 ∙10^-5 = 4,87∙10^-3 моль/л.

Ионная сила раствора I = 0,5(0,01 ∙ 2² + 2∙ 0,01 ∙ 1 + 4,87 ∙10^-3 ∙2² + 4,87 ∙10^-3 ∙2²) = 0,05.

Коэффициенты активности ионов: f(Ca²⁺) = 0,75.и f(SO₄)^2- = 0,55.

Кпр = К^опр / f(Ca²⁺) f(SO₄)^2- = 2,37∙10^-5 / 0,75 ∙0,55 = 5,78 ∙10^-5.

Растворимость сульфата кальция в растворе, содержащем нитрат магния равна

_______

s = √5,78 ∙10^-5 = 7,6 ∙10^-3 моль/л.

Растворимость увеличилась в 1,56 раз.

Дата добавления: 2014-12-27