Произведение растворимости

В качественном анализе мы встречаемся с много­численными случаями осаждения труднорастворимых соединений. Поэтому необходимо знать законы процесса осаждения и растворения осадков.

Поместим в химический стакан какую-либо трудно­растворимую соль, например АgС1 и ^{добавим} косадкудистиллированной воды. При этом ионы Аgи Сl,испытывая притяжение со стороны окружающих дипо­лей воды, постепенно отрываются от твердых частиц и переходят в раствор. Сталкиваясь в растворе,ионы Аg и Сl образуют молекулыAgClи осаждаютсянаповерхности твердых частиц. Таким образом, в данной системе происходят два взаимно противоположных про­цесса, что приводит к динамическому равновесию, когда в единицувремени в раствор будут переходить столько же ионов Al иС1, сколько ихбудет осаждаться.Когда накопление ионов Аg+ и Сl^-врастворе прекращается, получается насыщенный раствор.

Следовательно, необходиморассматривать систему, в кото­рой, имеется осадок труднорастворимой соли в соприкосновении с насыщенным раствором этой соли. При этом, происходят два взаимно ^{противоположных} процесса. Переход ионов из осадка в раствор (I). Скорость этого процесса υ₁ пропорциональна числу ионов, приходящемусяна единицу поверхности осадка. Это число тактически не меняется с течением времени, поэтому скорость растворения можно считать постоянной при постоянной температуре: υ₁ = const = k1

Осаждение ионов из раствора (II). Скорость этого процесса υ₁ зависит от концентрации ионов Аg+ и Сl^_. В соответствии с законом действующих масс υ₂ = k₂[Ag⁺]*[Cl^-]. Так какданная система находится в состоянии равновесия, υ₁ = υ₂, то k₁ = k₂[Ag⁺]*[Cl^-].

Таким образом, произведение концентраций ионов в насыщенном растворе, труднорастворимого электролита является постоянной величиной при постоянной температуре. Эта величина называется произведением растворимости. В приведенном примере ПР_AgCl = [Ag⁺]*[Cl^-].

В тех случаях, когда электролит содержит два или несколько одинаковых ионов, концентрации этих ионов при вычислении произведения растворимости должны быть возведены в соответствующую степень. Например ПР_Ag2S = [Ag⁺]²*[S^2-].

В общем виде выражение произведения растворимо­сти для электролита А_mВ_n:

ПР_АmBn = [A⁺]^m[B^-]ⁿ.

Значения произведения растворимости различных ве­ществ различны. Например, ПРсасо₃,= 3,8*10^-9, ПР_AgCl = 1,78 * 10 ^–10.

Знание произведения растворимости различных веществ позволяет сознательно осаждать ионы в качественном анализе, помогает рассчитывать концентрацию раствора, из которого ведется осаждение, правильно выбрать осадитель, его количество и условия осаждения.

Все это имеет большое значение при количественных определениях гравиметрическим методом.

Дата добавления: 2015-06-04