Условие выпадения и растворения осадков в водных растворах электролитов

В лабораторной и аналитической практике часто приходится решать такие задачи как: а) приготовление раствора малорастворимого вещества заданной концентрации; б) растворение навески вещества в минимальном объеме воды; в) определение условий выпадения в осадок продукта реакции; г) выбор оптимального способа растворения осадка.

Эти и другие подобные задачи можно легко решить, используя справочные величины ПР и применяя правило выпадения осадка электролита , илианалитическое правило ПКИ (ПАИ).

ПКИ (ПАИ) – это стехиометрическое произведение реальных концентраций (активностей) ионов малорастворимого электролита, рассчитанных или определенных аналитически. По форме ПКИ аналогично ПР, но отличается от него тем, что в ПР входят равновесные концентрации ионов электролита, соответствующие состоянию насыщенного раствора, а в ПКИ – реальные концентрации ионов, которые могут отличаться от равновесных в ту или иную сторону.

 

Правило выпадения осадка электролита:

Если ПКИ ПР, то раствор насыщен по данному веществу –электролиту и оно выпадает в осадок.

Если ПКИ ПР, то раствор ненасыщен по данному веществу - электролиту, и осадок не образуется.

 

Задача 4.4.

Определите, можно ли приготовить раствор Са(ОН)2 с концентрацией С=0.002 моль/л, если при 25о С ПРСа(ОН)2 = 6∙10-6.

 

Решение.Исходя из уравнения диссоциации:

 

Са(ОН)2 Са2+ + 2 ОН-,

определяем молярную концентрацию ионов в растворе.

 

ССа2+ = ССа(ОН)2 = 2∙10-3 моль/л; СОН- = 2 ССа(ОН)2 = 4∙10-3 моль/л.

 

Рассчитаем ионную силу раствора:

 

J = 0,5(CCa2+∙ z2Ca2+ + COH-∙ z2OH-) = 0,5(2∙10-3 ∙ 4 + 4∙10-3×1) = 6∙10-3 .

 

По правилу ионной силы определим коэффициенты активности ионов в таком растворе по табл. 9:

 

gСа2+ = gМ2+ ≈ 0,65; gОН- = gА- ≈ 0,95.

 

Тогда произведение активностей в данном растворе:

 

ПАИ = α Са2+∙ α2ОН- = ССа2+∙ С2ОН-∙ gСа2+∙ g2ОН- =

 

2 ∙ 10-3 ∙ 0,61 ∙ (4 ∙ 10-3)2 ∙ (0,93)2 = 1,69∙10-8.

 

Так как полученная величина ПАИ Са(ОН)2 < ПРСа(ОН)2 , вещество растворится полностью, и раствор 2∙10-3 М можно приготовить.

 

Следует иметь в виду, что при введении в раствор хорошо растворимого электролита, не имеющего общих ионов с малорастворимым соединением, растворимость последнего повышается, так как при этом уменьшаются коэффициенты активностей ионов, а ПР остается постоянным.

Задача 4.5.

Выпадет ли осадок, если слить 30 см3 CuSO4 с концентрацией 0,02г/250 см3 и 20 см3 раствора Na3AsO4 c концентрацией 3∙104 моль/л ?

Решение.

а) Предполагаемая реакция выпадения осадка:

3 CuSO4 + 2 Na3AsO4 = Cu3(AsO4)(ТВ.) + 3 Na2SO4;

3 Cu2+ + 3 (SO4)2- + 6 Na+ + 2 (AsO4)3- = Cu3(AsO4)2(ТВ.) + 6 Na+ + 3 (SO4)2-.

Гетерогенное равновесие:

3 Cu2+ + 2 (AsO4)3- ⇄ Cu3(AsO4)(ТВ.) .

б) Расчет исходной концентрации ССu2+ , ион-моль/л:

= = = 5∙10-4 моль/л.

Расчет исходной концентрации , ион-моль/л:

= = 3∙10-4 моль/л.

в) При сливании растворы разбавляют друг друга, и концентрации всех компонентов уменьшаются. Объём раствора после сливания

V = 30+20=50 см3.. Рассчитаем концентрации компонентов раствора после сливания:

;

г) Расчет

.

Справочная величина = 7,6 ∙ 10-36 < ПКИ = 3.88 ∙ 10-19 .

Ответ: Раствор насыщен по веществу Cu3(AsO4)2 , и оно выпадет в осадок.








Дата добавления: 2016-02-24; просмотров: 2040;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.009 сек.