Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Растворимость. Произведение растворимостиСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Растворение труднорастворимого электролита (ТРЭ) в заданном количестве растворителя происходит до состояния насыщения.В насыщенном растворе электролит находится в динамическом равновесии с твердой фазой. Растворимость электролита определяет концентрацию ионов в насыщенном растворе электролита, а значит его электропроводность. Чем меньше растворимость ТРЭ, тем он слабее. При растворении электролита, например, соли, в раствор переходят не молекулы, а ионы. В этом случае в насыщенном растворе равновесие устанавливается между ионами соли в кристаллической фазе и ионами, перешедшими в раствор: СаСО3 кр ↔ Ca2+р-р + СО32-р-р. Константа равновесия этого процесса: Крав. = [Ca2+] • [СО32-] [СаСО3кр] [СаСО3кр] является величиной постоянной, поэтому произведение двух констант можно обозначить как ПР. ПР = Крав. • [СаСО3кр] = [Ca2+]нас • [СО32-]нас = Р 2 Р (моль/л) -растворимость, численно равная молярной концентрации насыщенного раствора электролита, Р = См(нас); ПР - произведение растворимости труднорастворимого электролита (ТРЭ). ПР рассчитывается как произведение молярных концентраций ионов (ПК) ТРЭ в насыщенном растворе в степенях равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении диссоциации. ПР является величиной постоянной при данной температуре. Значения ПР для всех известных ТРЭ помещены в справочник. Рассмотрим насыщенный раствор ТРЭ типа А2В3 Обозначим концентрацию насыщенного раствора электролита через Р (моль/л). Поскольку вещество малорастворимое, то степень диссоциации αдис можно принять равной 1 (100%). Тогда, используя уравнение реакции, можно записать: начальное состояние раствора Р 0 0 А2В3 = 2А+3 + 3В2- равновесное состояние насыщенного раствора 0 2Р 3Р Выражение для произведения растворимости имеет вид: ПР = [Аа+]2 • [Вв-]3 = [2Р]2 • [3Р]3 = 108 Р5. Значения ПР используются в общей химии, аналитической химии, гидрохимии, химии океана, экологии и др., т. к. позволяют количественно оценить: - условия образования и растворения осадков; - рассчитать растворимость труднорастворимого электролита; - рассчитать молярную концентрацию ионов электролита в насыщенном растворе. У словием образования осадка является превышение произведения концентраций ионов (ПК) малорастворимого электролита над его произведением растворимости, т.е. ПК > ПР. При увеличении концентрации одного из ионов ТРЭ в его насыщенном растворе (например, путем введения хорошо растворимого электролита, содержащего тот же ион) произведение концентраций ионов электролита (ПК) становится больше ПР. При этом равновесие между твердой фазой и раствором смещается в сторону образования осадка. Например, если в насыщенный раствор Ag CI добавить сильный электролит K CI, то появление в растворе одноименного иона (CI -) приводит к смещению равновесия в сторону образования осадка (←). Когда установится новое равновесие, то произведение концентраций (ПК) ионов электролита вновь становится равным ПР, но при этом в растворе появится осадок. В состоянии нового равновесия концентрация ионов Ag+ будет меньше, а концентрация ионов CI- больш е, чем было до добавления KCI. AgCI↓ <=> Ag+ + CI- + КCI <=> K+ + CI-. По принципу Ле Шаталье, если [CI-] ↑, то смещение равновесие произойдет в сторону образования осадка <----. Напротив, если в насыщенном растворе электролита уменьшить концентрацию одного из ионов (например, связав его каким-либо другим ионом), произведение концентраций ионов будет меньше значения ПР, раствор станет ненасыщенным, и равновесие между раствором и осадком сместится в сторону растворения осадка (→). . Сu(OH)2↓ <=> Cu+2 + 2OH- + HCI <=> H+ + CI- При добавлении HCI происходит реакция H+ + OH- <=> H2O, при этом [OH-] ↓, смещение равновесия происходит в сторону продуктов диссоциации основания -------à. Условием растворения осадка малорастворимого электролита является недонасыщение раствора, когда произведение концентраций его ионов меньше значения ПР, т.е. ПК < ПР. Пример 1. Рассчитайте значение ПР для ортофосфата серебра, если в 1 л насыщенного раствора содержится 0,0065 г соли. Решение. Растворимость Аg3РО4 или молярная концентрация соли в насыщенном растворе, равна: т (Аg3РО4) 0.0065 М (Аg3РО4) • V(у) 418,58 • 1 Диссоциации фосфата серебра идет по уравнению: Аg3РО4 = 3Ag+ + РО43-. Видно, что из 1 моля соли образуется 3 моля ионов Ag+ и 1 моль ионов Р043-, поэтому [Р043-] = P, a [Ag+] = 3Р. Отсюда находим ПР: ПР = [Ag+]3 • [РО43-] = (3Р)3 • Р = (4,8 •10-5) 3 •l,6•10-5 = 1,77 •10-18.
Пример 2. Произведение растворимости йодида свинца при 20°С равно 8 •10-9. Вычислите растворимость соли и содержание соли в г/л при указанной температуре. Решение. Если искомая растворимость соли равна Р, тогда в насыщенном растворе РbI2 концентрации ионов равны: [ Рb2+] = P, [I-] = 2Р моль/ л. РbI2 = Рb+2 + 2 I-. Отсюда ПР(РbI2) = [Рb2+] [I-]2 = Р(2Р)2 = 4 Р3 Р = ( ПР(РbI2)/4)1/3 = (8 • 10-9/ 4)1/3 = 1,3 10-3 моль/л. Молярная масса РbI2 равна 461 г/моль, поэтому растворимость РbI2, выраженная в г/л, составит 1,3 10-3 моль/ л • 461 г/ моль = 0,6 г/л. Пример 3. Во сколько раз растворимость оксалата кальция СаС2О4 в 0,1 М растворе оксалата аммония (NH4)2С2О4 меньше, чем в воде. ПР(СаС2О4)= 2 10-9. Решение. Вычислим сначала растворимость оксалата кальция в воде. Запишем уравнение диссоциации соли: СаС2О4 = Са+2 + С2О42- Обозначив концентрацию соли в насыщенном растворе через Р, тогда [Са2+]= Р и [С2О42-] = Р. ПР(СаС2О4) = [Са2+] [С2О42-] = Р2 = 2 10-9. Р = (ПР(СаС2О4))1/2 = (2 10-9 )1/2 = 4,5 • 10-5 моль/л. Теперь найдем растворимость той же соли в 0,1 М раствора (NH4)2С2О4; обозначив ее через Р '. Концентрация ионов Са2+ в насыщенном растворе тоже будет равна Р', а концентрация ионов С2О42-составит (0,1 + Р'). Поскольку Р '<< 0,1, то величиной Р' по сравнению с 0,1М можно пренебречь и считать, что [С2О42-] = 0,1 моль/л. Тогда можно записать: ПР(СаС2О4) = 2 •10-9 = Р' • 0,1 и Р' = 2 • 10-9/ 0,1 = 2 • 10-8 моль/л. Таким образом, в присутствии (NH4)2С2О4 растворимость СаС2О4 уменьшилась в 4,5•10-5 / ( 2•10-8) раз, т. е. приблизительно в 2200 раз. Пример 4. Смешаны равные объемы 0,01 М. растворов хлорида кальция и сульфата натрия. Образуется ли осадок сульфата кальция? Решение. Найдем произведение концентраций ионов Са2+ и SO42- и сравним его с произведением растворимости сульфата кальция. Исходные молярные концентрации растворов CaCl2 и Na2S04 одинаковы и равны 0,01 моль/л. Поскольку при смешении исходных растворов общий объем раствора вдвое возрастет, то концентрации ионов [Са2+] и [SО42-] вдвое уменьшатся по сравнению с исходной. CaCI2 + Na2SO4 = CaSO4 + 2NaCI нач. конц. 0,01 0,01 CaCI2 = Ca+2 + 2CI- , Na2SO4 = 2Na+ + SO42- 0 0,01 0,02 0 0,02 0,01 После разбавления [Са2+] = [SО42-] = 0,005 = 5 • 10-3 моль/л. Находим произведение концентраций ионов ПК = [Са2+] [SО42-] = (5 • 10-3)2 = 2,5 • 10 -5. ПР(CaSO4) = 1,3•10-4. Найденное значение произведения концентрации ионов меньше этой величины; следовательно, раствор будет ненасыщенным относительно сульфата кальция, и осадок не образуется. Для решения задач на ПР, ПК, растворимость можно воспользоваться таблицей, приведенной ниже.
ЗАДАЧИ 81. Вычислите произведение растворимости РbВr2 при 25°С, если растворимость соли при этой температуре равна 1,32 • 10-2 моль/л. 82. В 500 мл воды при 18°С растворяется 0,0166 г Ag2CrО4.Чему равно произведение растворимости этой соли? 83. Для растворения 1,16 г РbI2 потребовалось 2 л воды. Найти произведение растворимости соли. 84. Исходя из произведения растворимости карбоната кальция, найти массу СаСО3, которая содержится в 100 мл его насыщенного раствора. 85. Вычислите объем воды, необходимый для растворения при 25°С 1 г BaSО4. 86. Рассчитайте молярную концентрацию ионов свинца в насыщенном растворе иодида свинца. 87. Рассчитайте ПР соли NiC2O4, если в 100 мл насыщенного раствора этой соли содержится 0,001174 г ионов никеля. 88. Для растворения 0,72 г карбоната кальция потребовалось 15 л воды. Вычислите ПР карбоната кальция, считая, что объем раствора равен объему растворителя. 89. Рассчитайте, в каком объеме насыщенного раствора хлорида свинца (II) содержится 0,1 г ионов свинца. 90. Рассчитайте массу кальция в виде ионов Са+2, которая находится в 500 мл насыщенного раствора сульфата кальция. 91. Сколько литров воды потребуется для растворения 0,1 г хлорида серебра для получения насыщенного раствора. 92. Выпадет ли осадок сульфата кальция, если к 200 мл 0,002 молярного раствора хлорида кальция добавить 2000 мл 0,00001 молярного раствора сульфата калия. 93. Рассчитайте, в каком объеме насыщенного раствора содержится 0.1 г иодида серебра. В насыщенном растворе хромата серебра молярная концентрация иона СrО-2 равна 0,0001 моль/л. Рассчитайте ПР хромата серебра и молярную концентрацию иона серебра в этом растворе. 94. Выпадет ли осадок карбоната кальция, если к 500 мл 0,0002 М раствора нитрата кальция добавить 2000 мл 0,00001 молярного раствора карбоната натрия. Произведение растворимости труднорастворимых электролитов
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; просмотров: 1621; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.148.117.240 (0.007 с.) |