Произведение растворимости. Значительная часть солей неорганических кислот (сульфиды, карбонаты, фосфаты переходных металлов и ряд других) малорастворимы в воде

Значительная часть солей неорганических кислот (сульфиды, карбонаты, фосфаты переходных металлов и ряд других) малорастворимы в воде. Поскольку большинство таких солей являются сильными электролитами, то в растворе они находятся в виде ионов. Таким образом малорастворимая соль состава Met_xAn_y в воде будет полностью диссоциирована на катионы металла Metⁿ⁺ и анионы кислотного остатка An^m–, которые будут находится в равновесии с твердой фазой (осадком Met_xAn_y):

MetxAny D x Met^n+ + y An^m^–.

(1.5)

В соответствии с законом действующих масс можно записать константу равновесия данной реакции:

,

(1.6)

где [Metⁿ⁺] – молярная концентрация катионов металла, [An^m–] –молярная концентрация анионов кислотного остатка, [Met_xAn_y] – молярная концентрация соли.

Поскольку в силу малой растворимости концентрация соли практически не изменяется, ее значение можно считать постоянной величиной. Поэтому уравнение (1.6) можно переписать в виде:

[Met^n^+]^x[An^m^–]^y=const=ПР.

(1.7)

Т.е. в насыщенном растворе малорастворимой соли произведение концентраций ионов при данной температуре и давлении является величиной постоянной. Данная величина называется произведением растворимости и обозначается ПР. В зарубежной литературе принято обозначение Lp или Sp. Значения ПР для различных солей определяются экспериментально и заносятся в химические справочники.

Произведение растворимости имеет размерность, которая зависит от состава соли и пропорциональна размерности молярной концентрации (моль/л):

CuS D Cu²⁺ + S^2–

ПР(CuS)=[Cu²⁺][S^2–]=3.2×10^–38 моль²/л²

Mg₃(PO₄)₂ D 3Mg²⁺ + 2PO₄^3–

ПР(Mg₃(PO₄)₂)=[ Mg²⁺]³[PO₄^3–]²=1×10^–13 моль⁵/л⁵

В справочниках размерность ПР как правило не указывается.

Анализ значения произведения растворимости позволяет ориентировочно оценить, выпадет ли в данных условиях осадок данного вещества или нет. Для этого необходимо концентрацию ионов подставить в выражение (1.7) и сравнить полученное произведение с табличным значением ПР для данной соли. Условием образования осадка является превышение произведения концентрации ионов в степенях соответствующих стехиометрическим коэффициентам малорастворимого электролита над его произведением растворимости.

Дата добавления: 2014-01-07