Расчет растворимости труднорастворимого электролита по

Значению ПР. Влияние ионной силы раствора

Пример 4. Вычислите растворимость хлорида серебра: а) в воде при 25 °С; б) в 0,01 М растворе нитрата калия.

Решение.

а) Вычисляем растворимость соли в воде

1. ; .

2. Пусть молярная концентрация насыщенного раствора AgCl равна x, тогда

; ,

откуда  моль/л, что соответствует растворимости данной соли в воде.

б) Вычисляем растворимость хлорида серебра в 0,01 М раствора нитрата калия.

1. Поскольку к малорастворимому веществу добавлен раствор сильного электролита, необходимо использовать термодинамическую константу растворимости:

.

 Находим ионную силу раствора, она будет определяться концентрацией нитрата калия в растворе. Концентрации ионов Ag⁺ и Cl^-, образующихся при растворении настолько малы, что их влиянием на величину ионной силы раствора можно пренебречь.

При ионной силе 0,01 коэффициенты активности ионов  и  равны 0,90 (таблица 1).

,

откуда моль/л,

что соответствует растворимости хлорида серебра в 0,01 М растворе .

Таким образом, растворимость AgCl в 0,01 М растворе  в 1,1 раза больше , чем в чистой воде.

Введение в раствор одноименных с осадком ионов приводит к сдвигу равновесия и соответственно, к уменьшению растворимости осадка, т.е. способствует более полному осаждению твердой фазы. На этом основано действие избытка осадителя для достижения полноты осаждения. Однако следует отметить, что в некоторых случаях при введении в раствор избыточного количества ионов, одноименных с осадком, растворимость осадка может увеличиваться вследствие образования растворимых комплексов.

Таблица 1

Коэффициенты активности (γ) ионов при различных

Ионных силах раствора

Расчет растворимости труднорастворимого электролита по

Значению ПР. Влияние одноименных ионов

Пример 5. Растворимость оксалата кальция  в воде равна моль/л. Вычислите растворимость этой соли в 0,01 М растворе оксалата аммония .

Решение.

1. В растворе происходят процессы, которые можно описать уравнениями:

(диссоциация),                         (1)

 (гетерогенное равновесие).           (2)

2. ; .

3. Если молярную концентрацию насыщенного раствора  обозначить через x, тогда =x (в соответствии с уравнением (2)); общая концентрация оксалат ионов будет равна сумме 0,01 моль/л за счет диссоциации оксалата аммония и x моль/л за счет растворимости оксалата кальция, т.е  моль/л.

4. Тогда ,

отсюда моль/л, что соответствует растворимости осадка  в 0,01 М растворе .

Сравнивая это значение с растворимостью данного осадка в воде, находим, что растворимость снизилась в 210 раз:

.

В кислой среде растворимость осадка, представляющего собой соль слабой кислоты, повышается по сравнению с растворимостью его в чистой воде. Причем повышение растворимости тем больше, чем больше произведение растворимости малорастворимого электролита, чем ниже значение рН и чем меньше константа диссоциации слабой кислоты, образующей данную соль.

Контрольные задания

1-1. Растворимость сульфида серебра в воде составляет 2,146 ∙ 10^-5 г/100 г воды. Вычислите ПР соли.

1-2. В 500 мл насыщенного раствора содержится 9,5 ∙ 10^-4 г AgCl. Вычислите ПР хлорида серебра.

1-3. При температуре 20 °С растворимость карбоната кальция равна 1,3 ∙ 10^-4, а бромида свинца - 2,7 ∙ 10^-2 моль/л. Найдите произведение растворимости этих солей. Как повлияет на растворимость бромида свинца добавление бромида калия?

1-4. Растворимость сульфата бария в воде при комнатной температуре равна 1,05 ∙ 10^-5 моль/л. Вычислите ПР сульфата бария, и сравните полученные данные сравните с табличными значениями.

1-5. Выпадет ли осадок хлорида серебра, если к 10 мл 0,01 М раствора нитрата серебра прибавить 10 мл 0,01 М раствора хлорида натрия.

1-6. Выпадет ли осадок, если к 1 л 0,1 н. раствора хлороводородной кислоты прибавить 1 мл 0,01 н. раствора нитрата серебра?

1-7. Выпадет ли осадок хлорида свинца (II) (ПР = 2,4 ∙ 10⁻⁴) при смешении 0,05 н. раствора нитрата свинца с равным объемом 0,05 н. раствора НCl?

1-8. При какой величине рН начнется осаждение Fe(OH)₃ при добавлении раствора NaOH к 0,1 М раствору FeCl₃?

1-9. Выпадет ли осадок CdS при насыщении сероводородом 0,01 М раствора CdCl₂, рН которого равен 2? ПР(CdS) = 3,6∙10⁻²⁹.

1-10. Вычислите растворимость хромата свинца (II) (в граммах на 1 л): а) в воде; б) в 0,1 М растворе хромата калия. ПР(PbCrO₄) = 1,8∙10⁻¹⁴.

1-11. По произведениям растворимости сульфата свинца (II) (2,2 ∙ 10^-8) и иодида свинца (II) (8,7 ∙ 10^-9) рассчитайте растворимость этих солейв граммах на 1 л. Почему соль с меньшим значением ПР имеет большую растворимость?

1-12. Сколько граммов хлорида серебра может раствориться: а) в 500 мл воды; б) в 100 мл 0,1 М раствора KCl?

1-13. Во сколько раз растворимость оксалата кальция (ПР = 2,5 ∙ 10^-9) в о0,01 М растворе оксалата аммония меньше по сравнению с растворимостью в чистой воде?

1-14. Какой осадок выпадает первым, если к раствору, содержащему ионы Ва²⁺, Sr²⁺ в равных концентрациях, постепенно приливать раствор серной кислоты?

1-15. В 1 л раствора содержится 20 мг ионов Ag⁺ и 20 мг ионов Pb²⁺. Какая соль выпадает в осадок первой при добавлении по каплям раствора K₂CrO₄?