Факторы, влияющие на растворимость

1. Влияние одноименного иона

При увеличении концентрации иона Cl^– растворимость AgCl сначала уменьшается, а затем резко возрастает вследствие образования растворимого комплекса [AgCl₂]^–. При увеличении концентрации иона Ag⁺ растворимых комплексов не образуется, и растворимость осадка закономерно уменьшается, но при очень высоких концентрациях Ag⁺ наблюдается некоторое увеличение растворимости, связанное с увеличением ионной силы раствора и, соответственно, увеличением реального произведения растворимости ПР^с .Эффект увеличения растворимости, обусловленный увеличением ионной силы, называется солевым эффектом(или эффектом высаливания), и наблюдается всегда при увеличении концентрации электролита в растворе малорастворимого соединения.

2. Влияние конкурирующих реакций

Ионы осадка могут вступать в реакцию с компонентами раствора, собственными ионами, посторонними веществами. Наличие конкурирующих реакций всегда приводит к повышению растворимости вплоть до полного растворения осадка.

Например, в растворе оксалата кальция наряду с реакцией

CaC₂O₄ = Ca²⁺ + C₂O₄^2– в кислой среде могут протекать конкурирующие реакции:

С₂О₄^2– + Н⁺ = НС₂О₄^– НС₂О₄^– + Н⁺ = Н₂С₂О₄

Растворимость складывается из равновесных концентраций всех форм оксалат-иона:

s(С₂О₄^2–) = [C₂O₄^2–] +[НС₂О₄^–] + [Н₂С₂О₄]

Расчёты показывают, что растворимость оксалата кальция в чистой воде равна 4,8∙10^–5 моль/л, а при рН =3 — 2,0 ∙10^–4 моль/л.

3. Влияние ионной силы

Увеличение ионной силы раствора приводит к уменьшению коэффициентов активности ионов осадка, увеличению реального произведения растворимости и, как следствие, к увеличению растворимости(солевой эффект).

4. Влияние температуры

Характер влияния температуры на растворимость определяется знаком ∆Нрастворения. Чаще всего процессы растворения твёрдых веществ―эндотермические. Следовательно, повышение температуры будет способствовать растворению.

5. Влияние размеров частиц, образующих осадок

Энергия Гиббса ионов внутри кристаллов меньше, чем на поверхности. Чем меньше размеры частиц осадка, тем больше его поверхность и суммарная энергия Гиббса и, следовательно, растворимость. Таким образом, чем крупнее частицы, тем система стабильнее.

Пример1. Рассчитайте растворимость фосфата бария, если

ПР^о (Ba₃(PO₄)₂) = 6,3·10^–39.

Решение:

Ba₃(PO₄)₂ = 3Ba²⁺ + 2PO₄^3–

Если s– растворимость фосфата бария, то: [Ba²⁺]= 3s , [PO₄^3–] = 2s.

ПР^о = (3s)³ (2s)^{2 ­} = 108s⁵ = 6,3 ·10^–39

5_____________

Отсюда s = √ 6,3 ·10^–39 / 108 = 9,0 ∙10^–9 моль/л.

Пример 2.Рассчитайте произведение растворимости фторида магния, если его растворимость в воде при некоторой температуре равна 0,001 моль/л.

Решение.

MgF₂ = Mg²⁺ + 2F^–

Если s – растворимость фторида магния, то [Mg²⁺] = s = 0,001моль/л ,

[F^–] = 2s = 2∙ 0,001моль/л.

ПР^о = s (2s)² = 4(0,001)³ = 4,0 ∙10^–9

Пример3.Рассчитайте растворимость CaSO₄ в 0,01 M Mg(NO₃)₂

ПР^o(CaSO₄) = 2,37 ∙10^–5

Решение

________

Растворимость CaSO₄ в чистой воде: s = √2,37 ∙10^–5 = 4,87∙10^–3 моль/л.

Ионная сила раствора:

I = 0,5( 0,01 ∙ 2² + 2∙ 0,01 ∙ 1 + 4,87 ∙10^-3 ∙2² + 4,87 ∙10^-3 ∙2²) = 0,05.

Коэффициенты активности ионов: f(Ca²⁺) = 0,75 и f(SO₄^2–) = 0,55.

ПР^с = ПР^о / f(Ca²⁺) ∙ f(SO₄)^2– = 2,37∙10^–5 / 0,75 ∙0,55 = 5,78 ∙10^–5.

Растворимость сульфата кальция в растворе, содержащем нитрат магния равна:

_______

s = √5,78 ∙10^–5 = 7,6 ∙10^–3 моль/л.

Растворимость соли увеличилась в 1,56 раз.

Пример4.Рассчитайте рН насыщенного раствора гидроксида магния при 25^оС. ПР^о (Mg(OH)₂) =6,8 ∙10^–12.

Решение.

Mg(OH)₂ = Mg²⁺ + 2OH^–.

Если принять что [Mg²⁺] = x, то [OH^–] =2x.

K^oпр = x∙(2x)² = 4x³ = 6,8 ∙10^–12.

3 ___________

Отсюда x = √ 6,8 ∙10^–12 / 4 = 1,19 ∙10^–4.

[OH^–] = 2 ∙1,19 ∙10^–4 = 2,38 ∙10^-4 моль/л

рОН = – lg 2,38 ∙10^–4 = 3,62. pH = 14– 3,62 = 10,38.