III . Влияние добавок сильного электролита с одноименным ионом на растворимость малорастворимых электролитов.

Пример 4. Сравните растворимость СаСО₃ в воде и в 0,01М растворе (NH₄)₂CO₃.

ПР СаСО₃ = 4,80 · 10^–9.

Решение:

1. Растворимость СаСО₃ в воде: S₁ СаСО₃ =  7,0 · 10^–5 моль/л.

2. Растворимость СаСО₃ в присутствии электролита карбоната аммония, который имеет одноименный ион с осадком, определяется концентрацией карбонат-ионов в растворе:

(NH₄)₂CO₃ → CO₃^2– + 2NH₄⁺

0,01 моль/л → 0,01 моль/л

S₂ = [Ca²⁺] =  4,8 · 10^–7 моль/л.

Растворимость малорастворимых электролитов понижается при введении в их раствор сильных электролитов с одноименным ионом.

Одноименный ион оказывает более значительное влияние на растворимость соединения, чем ионная сила раствора.

 

IV. Условия образования и растворения осадков.

 

Свойство насыщенного раствора сохранять постоянным произведение активностей (концентраций) ионов в соответствующих степенях называют правилом произведения растворимости.

 

Следствия из правила произведения растворимости:

 

I. Для насыщенного раствора всегда соблюдается равенство: величина произведения растворимости равна произведению концентраций ионов (ПКИ), т. е. ПР ВаSO₄ = [Ba²⁺][SO₄^2–].

II. Если произведение концентрацией ионов превышает величину ПР, то осадок образуется: ПР ВаSO₄ < [Ba²⁺][SO₄^2–].

III. Если произведение концентраций ионов меньше величины произведения растворимости, то образование осадка не происходит: ПР ВаSO₄ > [Ba²⁺][SO₄^2–].

 

Пример 5. Образуется ли осадок хлорида свинца (II), если смешать равные объемы растворов 0,1М Pb(NO₃)₂ и 0,1М КСl? ПР PbCl₂ = 1,6 · 10^–5.

Решение:

Pb(NO₃)₂ + 2КСl = PbCl₂ + 2К NO₃

После смешивания равных объемов растворов их концентрация уменьшилась в 2 раза:

[Pb²⁺] = 0,1/2 = 0,05 моль/л; [Cl^–] = 0,1/2 = 0,05 моль/л.

Произведение концентраций ионов (ПКИ) равно:

[Pb²⁺][Cl^–]² = 5 · 10^–2 · (5 · 10^–2)² = 1,25 · 10^–4.

Поскольку ПКИ (1,25 · 10^–4) превышает величину ПР (1,6 · 10^–5), то осадок образуется.

Растворение соединения, т. е. переход вещества из твердого состояния в раствор, будет происходить до тех пор, пока произведение концентраций ионов в соответствующих степенях не станет равным произведению растворимости.

 

Пример 6. Рассчитайте рН осаждения гидроксида магния из 0,01М раствора сульфата магния.

= 6,0 · 10^–10.

Решение:

= [Mg²⁺][OH^–]². Из данного равенства следует:

[OH^–] =

Содержание ионов магния в растворе определяется концентрацией сульфата магния:

MgSO₄ → Mg²⁺ + SO₄^2–

0,01 моль/л → 0,01 моль/л

Тогда: [OH^–] =  2,45 · 10^–4 моль/л.

рОН = –lg[OH^–] = –lg 2,45 · 10^–4 = 3,61.

рН – 14 – 3,61 = 10,39.

Для растворения осадка необходимо, чтобы произведение концентраций ионов стало меньше величины произведения растворимости. Это достигается снижением концентрации ионов в растворе над осадком. Уменьшение концентрации ионов в растворе может быть осуществлено:

1) сильным разбавлением;

2) связыванием ионов осадка в слабодиссоциирующее соединение;

3) связыванием ионов осадка в комплексное соединение;

4) Окислением или восстановлением ионов.