solubilitatea produsului

Marea majoritate a substanțelor are solubilitate limitată în apă și alți solvenți. Prin urmare, în practică, de multe ori trebuie să se confrunte cu sisteme care sunt în echilibru sedimente și soluție saturată de electrolit.

Puțin solubil electroliților prin dizolvarea complet disociază în ioni (în soluție nici molecule neutre).

De exemplu, putem scrie următorul proces reversibil pentru slab solubil CO3 compuși AG2:

iar constanta de echilibru corespunzător se numește produsul de solubilitate:

Acest proces este eterogen, deci constanta de echilibru este determinat numai de produsul concentrației ionilor în soluție și nu depinde de concentrația componentei solide.

Termenii scrie expresiile pentru produsul de solubilitate nu sunt diferite de regulile de înregistrare orice expresie Kp.Proizvedenie solubilitate egală cu produsul concentrațiilor molare ale ionilor care participă la echilibru, fiecare dintre care este ridicat la o putere egală cu raportul stoechiometric, cu ionul corespunzătoare în ecuația de echilibru.

PR este strâns legată de solubilitatea (S mol / l). Astfel, pentru electroliți având cationi și anioni de aceeași sarcină (AgCl, PbS și colab.), Este evident

În general, diferite tarife ale cationului (n +) și anioni (m -):

Este evident că PR, în plus, pot fi găsite pe datele termodinamice ca PR = K =

Exemplul 20. OL (CaF2) = 3.9. 10 -11. Ce CaF2 solubilitatea în apă (în grame per litru, iar în moli pe litru)?

Decizie. Dizolvarea echilibrul descris de ecuația:

Fiecare mol de nedizolvat CaF2 apar în soluție 1 mol de Ca2 + și 2 moli de ioni F -. Prin urmare, ceea ce denotă solubilitatea fluorurii de calciu, exprimat în moli pe litru, în ceea ce privește x, concentrația molară de Ca2 + și F - în soluția poate fi scrisă astfel: [Ca2 +] = x și [F -] = 2 x. Expresia pentru produsul solubilității în acest caz, are forma

PR = [Ca2 +] [F -] 2.

Substituind [Ca2 +] = x și [F -] = 2 x, descoperim PR = x (x 2) 2 = 4 x 3 = 3,9. 10 - 11.

Prin urmare, solubilitatea CaF2. exprimate în mol / l este egală cu 2.1. 10-4.

Deoarece masa molară de CaF2 este de 78,1 g / mol, solubilitatea CaF2. exprimată în g / l, este: 2.1. 10-4 mol / l · 78.1 g / mol = 1,6 x 10-2 g / l.

Exemplul 21. Este solubilitatea (S) AG2 CO3. dacă PR (AG2 CO3) = 8,2. 10 -12. Cum se schimbă solubilitatea atunci când sunt adăugate la 1 litru de soluție saturată de 10,6 g de Na2 CO3. Ce cantitate de AG2 CO3 cad în același timp, în sediment?

Decizie. Solubilitatea găsi formula:

La dizolvare 10,6 g Na2 CO3 în 1 litru de soluție se adaugă la 10,6 / 106 = 0,1 mol ioni CO3 2 -. Presupunând că volumul soluției nu este schimbat, și să ia în considerare faptul că CO3 concentrație 2 - până la dizolvarea Na2 CO3 este neglijabilă, valoarea de echilibru a [CO3 2 -] = 0,1 mol / l. De aici puteți găsi o nouă concentrație de Ag +:

Aceasta corespunde la jumătate din concentrația de AG2 CO3. adică solubilitatea a devenit S | = 4.1. 10 -6 mol / l și 1 l de soluție precipitat

Rezultatele arată că adăugarea unei soluții saturate de același nume în concentrația de ioni este semnificativ mai mare decât substanța inițială, greu solubil aproape complet precipitat. Acest efect (precipitare din soluție prin adăugarea de ioni omonime saturate) este cunoscut sub numele de „sărare out“. Este folosit pentru extragerea componentelor valoroase din soluții.

Din expresia de PR rezultă că, prin creșterea concentrației unuia dintre ionii de electrolit în soluția saturată (de exemplu, prin introducerea unui alt electrolit care conține același ion) concentrațiile de produs ale electroliți devine mai mare de PR. Când acest echilibru între faza solidă și soluția este deplasată spre formarea nămolului, deoarece valoarea PR este independentă de concentrație. Astfel, condiția pentru formarea nămolului este concentrația în exces de produs greu solubil ionilor de electrolit asupra produsului său de solubilitate.

Exemplul 22. Precipitatul este format prin amestecarea a 0,1 l de soluție de azotat de plumb având o concentrație de 3,0 x 10-3 M și 0,4 L de soluție de sulfat de sodiu cu o concentrație de 5,0 x 10-3 M Dacă da, câte? grame?

Decizie. Produsele de reacție sunt posibile PbSO4 și NaNO3. Sărurile de sodiu sunt compuși bine solubili, dar are PbSO4
PR = 1,6. 10 - 8. Pentru a determina dacă o precipitare a PbSO4. Ar trebui să se calculeze produsul concentrațiilor de ioni de Pb 2+ și SO4 2 - și comparați rezultatul cu PR.

La amestecarea celor două soluții, volumul total devine 0,1 + 0,4 =
0,5 litri. Numărul de moli de Pb 2+. conținut într-un 0,1 l Pb (NO3) 2 soluție cu o concentrație de 3,0 x 10-3 M, egal cu

0,1 L · (3,0 x 10 -3 mol / l) = 3,0 x 10 -4 mol.

Concentrația de Pb 2+ în 0,5 litri de amestec de soluție trebuie să fie egală cu [Pb 2+]. Numărul de moli de 2 SO4 - 0,4 l de soluție de alimentare Na2 SO4 este:

0,4 L · (5,0 x 10 -3 mol / l) = 2,0 x 10 -3 mol.

Prin urmare, [SO4 2 -] 0,5 I amestec soluție ar trebui să fie egală cu:

Găsim produsul concentrațiilor de ioni:

[Pb 2+] · [SO4 2 -] = (6,0 x 10 - 4) + (10 4.0 -. 3) = 2,4 x 10 - 6.

Deoarece produsul concentrațiilor de 2,4 x 10-6 OL lung în amestecul de soluție trebuie să apară sedimentare PbSO4.

Pentru a determina cantitatea de PbSO4 precipită, definim concentrația ionilor Pb 2+ în soluție: [Pb 2+] = 4. 10-4 M.

În 0,5 L conținută în mai puțin de 2 ori - 2 × 10 - 4mol. Prin urmare, cade pentru a precipita 3 x 10 - 4 - 2 × 10 - 4 = 1 x 10 - 4 mol sau m = n · M = 10 - 4 x 393 „x 10 4 - 2 ani