Влияние одноименного иона на растворимость малорастворимого электролита



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние одноименного иона на растворимость малорастворимого электролита



Повышение концентрации ионов Аz+ или Вz- сверх равновесной должно привести к нарушению динамического равновесия в направлении осаждения новых порций осадка. Это означает, что при внесении в насыщенный раствор малорастворимого электролита другого сильного электролита, молекулы которого содержат одноименный с осадком ион (Аz+ или Вz-), растворимость малорастворимого электролита уменьшается, раствор стано­вится пересыщенным. В данном случае молярная растворимость S [моль/дм3] осадка малорастворимого электролита определяется концентрацией другого иона малорастворимого соединения в насыщенном над осадком растворе, который одноименным не является.

Примеры:

1) Обозначим растворимость Са3(PO4)2 в присутствии хлорида кальция через S* (очевидно S* << S) и рассчитаем равновесные концентрации ионов Ca2+ и PO43- над осадком:

 

Ca3(PO4)2(осадок) Û Ca3(PO4)2(нас.р–р) ® 3 Сa2+(р–р) + 2 PO43– (р–р)
Равновесие:   S* моль/дм3   [Ca2+]* = 3S*   [PO43–]* = 2S*
             
    CaCl2 ® Ca2+ + 2 Cl
    0,1 моль/дм3   0,1 моль/дм3   0,2 моль/дм3

 

Таким образом, в растворе над осадком источниками ионов кальция является две соли и [Ca2+ ] = [Ca2+]* + 0,1 » 0,1 моль/дм3, так как [Ca2+]* << 0,1 моль/дм3, источником фосфат – ионов является только фосфат кальция и [PO43-] = [PO43-]* = 2S* . Величина произведения растворимости фосфата кальция не зависит от состава раствора над осадком и сохраняет свое численное значение:

ПР(Са3(PO4)2) = [Ca2+]3∙[PO43-]2 = (0,1)3× (2S*)2 = 4×10-3 × S*2, откуда

S* = << S = 7,13 ×10–7 .

 

2) Обозначим растворимость Са3(PO4)2 в присутствии фосфата натрия через S* (очевидно S* << S) и рассчитаем равновесные концентрации ионов Ca2+ и PO43- над осадком:

 

Ca3(PO4)2(осадок) Û Ca3(PO4)2(нас.р–р) ® 3 Сa2+(р–р) + 2 PO43– (р–р)
Равновесие:   S* моль/дм3   [Ca2+]* = 3S*   [PO43–]* = 2S*
             
    Na3PO4 ® 3 Na+ + PO43-
    0,1 моль/дм3   0,3 моль/дм3   0,1 моль/дм3

 

Таким образом, в растворе над осадком источниками фосфат – ионов являются две соли, и [PO43-] = [PO43-]* + 0,1 » 0,1 моль/дм3, так как [PO43-]* << 0,1 моль/дм3; источником ионов кальция является только фосфат кальция и [Ca2+] = [Ca2+]* = 3S*. Величина произведения растворимости фосфата кальция не зависит от состава раствора над осадком и сохраняет свое численное значение:

ПР(Са3(PO4)2) = [Ca2+]3× [PO43-]2 = (3S*)3 × 0,12 = 0,27×S*3, откуда

 

S* = << S = 7,13 ×10–7 .

 

Выбор осадителя для отделения того или иного иона – осадитель подбирают таким образом, чтобы ПР осаждаемого соединения было наименьшим (т.е. осаждаемое вещество имело наименьшую растворимость).

Последовательность осаждения ионов: если к раствору, содержащему смесь ионов, осаждаемых одним и тем же осадителем, добавлять этот осадитель, то первым будет осаждаться тот электролит, для достижения ПР которого требуется наименьшая концентрация иона-осадителя.

Пример: если к раствору, содержащему смесь CI-, Br-, I-добавить ион-осадитель Ag+, то последовательность выпадения осадков будет следующая:

1 – AgI (ПР (AgI) =8,3.10-17),

2 – AgBr (ПР (AgBr) = 5,0.10-13),

3 – AgCI (ПР(AgCI) = 1,8.10-10).

Достижение полноты осаждения ионовчасто требуется при выполнении практических задач. Для этого используют избыток иона-осадителя(см. влияние одноименного иона на растворимость осадка).

 

ОБУЧАЮЩИЕ ЗАДАЧИ

1. Выпадает ли осадок при смешении равных объемов 10-4 М растворов Pb(NO)2 и Na2SO4? ПРPbSO4= 1,6∙10-8.

Решение.

В насыщенном растворе сульфата свинца устанавливается равновесие:

PbSO4 Û Pb2+ + SO42-

При смешении равных объемов указанных растворов солей концентрация каждого из них уменьшается вдвое и становится равной 5∙10-5 моль/дм3.

В растворе концентрация ионов свинца равна концентрации сульфат-ионов:

[Pb2+]=[SO42-] = 5∙10-5 моль/дм3.

Ионное произведение ПИ:

ПИ = [Pb2+]∙[SO42-] = 2,5∙10-9.

Из расчета следует, что ПИ < ПР, т.е., раствор ненасыщенный, осадок не выпадает.

 

2. Растворимость AgSCN в воде составляет 1,035∙10-6 моль/дм3 при 250С. Вычислить ПРAgSCN при данных условиях.

Решение.

В насыщенном растворе устанавливается следующее равновесие:

AgSCN Û Ag+ + SCN-,

которое показывает, сколько молекул растворилось, перешло из осадка в раствор, сколько ионов каждого сорта образовалось. Если S (моль/дм3) – растворимость осадка, то концентрация молекул, перешедших в раствор, равна концентрации каждого из ионов:

AgSCN Û [AgSCN]p Ag+ + SCN-
Осадок   S   S   S

 

ПР AgSCN = [Ag+]∙[ SCN-] = S2 = (1,035∙10-6)2 = 1,07∙10-12.

 

3. Вычислить растворимость в (г/дм3) соли Ca5(PO4)3OH (М = 502 г/моль), если известно, что ПРCa5(PO4)3OH = 1,6∙10-58.

Решение.

В насыщенном водном растворе малорастворимый гидроксиапатит диссоциирует следующим образом:

Ca5 (PO4)3OH Û 5 Са2+ + 3 РО43- + ОН-

Рассуждая аналогичным образом:

 

Ca5 (PO4)3OH Û [Ca5 (PO4)3OH]p 5Ca2+ + 3PO43- + OH-
Осадок   S   5S   3S   S

 

ПР = (5S)5 · (3S)3 · S = 84375S9

 

S = = = 1,074∙10-7∙502 = 5,39∙10-5 [г/дм3].

 

4. Вычислить, как изменится растворимость ВаСrО4 в 2,0·10-3 М растворе Na2CrO4 по сравнению с растворимостью в чистой воде, если ПР ВаСrО4= 1,2·10-10.

Решение.

Растворимость ВаСrО4 в воде (S1) равна, согласно равновесию в насыщенном растворе:

ВаСrО4 Û Ва2+ + СrО42-

В растворе Na2CrO4 (S2):

– растворимость уменьшится в 183 раза.

 

Лабораторная работа № 4



Последнее изменение этой страницы: 2016-12-27; 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 - 3.236.55.22 (0.016 с.)