Произведение растворимости

В насыщенном растворе малорастворимого электролита устанавливается равновесие между осадком электролита и ионами электролита в растворе.

Например: BaSO₄ ↔ Ва²⁺ + SO₄^2– .

в осадке в растворе

В растворах электролитов состояние ионов определяется их активнос­тями, поэтому константа равновесия процесса выразится следующим уравнением:

К= α (Ва²⁺) · α (SO₄^2-) / α (ВаSO₄).

Активность твердого сульфата бария есть величина постоянная, от­сюда следует, что произведение активностей ионов Ва²⁺ и SO₄^2– есть постоянная величина, называемая произведением растворимости_,и обозначается

α Ва²⁺ · α SO₄^2- = ПР ВаSO₄ .

Если электролит очень мало растворим, то произведение активностей ионов можно заменить произведением их концентраций

= [Bа²⁺ ] · [SO₄^2– ] .

Если молекула электролита при диссоциации образует два и несколько одинаковых ионов, то концентрации этих ионов должны быть возведены в соответствующие степени, например:

= [Cа²⁺ ] · [F^– ]².

Условием образования осадка является превышение произведения концентраций ионов малорастворимого электролита над его произведением растворимости. Растворение же осадка малорастворимого электролита происходит при условии, что произведение концентраций его ионов меньше значения произведения растворимости.

Исходя из значений ПР, можно вычислять растворимость малорастворимых электролитов в воде и растворах, содержащих другие электролиты.

Примеры составления задач и их решения

Задача 798

Вычислить произведение растворимости фосфата серебра, если его растворимость равна 0,0065 г/л.

Решение:

Находим растворимость Ag₃PO₄ . Молярная масса Ag₃PO₄ равна 418,6 г/моль. Растворимость:

S = 6,5·10^-3 / 418,6 = 1,6·10^-5 моль/л.

При диссоциации Ag3PO4 образуется три иона Ag⁺ и один ион РO₄^3– :

АgзРO₄ = 3 Ag⁺ + PO₄^3–,

поэтому [PO₄^3–] равна растворимости Ag₃PO₄ , а концентрация иона Ag⁺ в 3 раза больше, т.е.

[РO₄^3–] = 1,6·10^-5 моль/л; [Ag⁺]=3·1,6·10^-5 =4,8·10^-5 моль/л.

Произведение растворимости Ag₃PО₄:

= [Ag⁺]³ · [ PO₄^3–] = (4,8·10^-5)³ · 1,6·10^-5=1,77·10^-18.

Задача 824

Произведение растворимости иодида свинца при 20 ^oC равно 8·10^–9. Вычислить растворимость соли (в моль/л и в г/л) при указанной температуре.

Решение:

Обозначим искомую растворимость через S (моль/л). Тогда в насыщенном растворе PbI₂ содержится S моль/л ионов Pb²⁺ и 2S моль/л ионов I^­–. Отсюда:

;

.

Поскольку мольная масса PbI₂ равна 461 г/моль, то растворимость PbI₂, выраженная в г/л, составит 1,3∙10^–3∙461 = 0,6 г/л.

В задачах 798–812 вычислить произведение растворимости мало­растворимых электролитов

В задачах 813-824 вычислить растворимость электролита по величине произведения растворимости (прил. табл.8)

Гидролиз солей

Гидролиз солей относится к обменным реакциям, поскольку процесс идет без изменения степени окисления реагирующих веществ. Сущность реакций гидролиза состоит во взаимодействии ионов соли с ионами водыс образованием слабых электролитов. В процессе гидролиза один из ионов воды связывается в слабый электролит, а другой, как правило, накапливается в растворе. Тот ион, который накапливается в растворе, определяет реакцию среды. Если накапливаются ионы Н⁺, то среда будет кислой, если группы ОН – щелочной. При образовании одинаковых по си­ле электролитов среда может быть и нейтральной. Последний случай встречается редко.

Уравнения гидролиза пишутся аналогично другим ионным уравнениям: малодиссоциированные (в том числе и вода) и малорастворимые, а также газообразные вещества пишутся в виде молекул, сильные электролиты записываются в виде ионов. Уравнения гидролиза солей многоосновных кислот и многокислотных оснований записываются по ступеням, аналогично ступенчатой диссоциации.

Гидролиз солей, или их обменное взаимодействие с водой, происходит лишь в тех случаях, когда ионы, образующиеся в результате электролитической диссоциации соли–катион, анион или оба вместе, способны образовывать с ионами воды Н⁺ и ОН^– – малодиссоциированные сочетания. Гидролизу подвергаются соли, образованные: слабыми кислотами и сильными основаниями; слабыми основаниями и сильными кислотами; слабыми кислотами и слабыми основаниями.

Если процесс гидролиза необходимо усилить, то следует разбавить раствор и повысить температуру.

Если необходимо уменьшить гидролиз солей, то к раствору добавляют кислоту или щелочь в зависимости от типа гидролизуемой соли.