Равновесие в растворах с осадком

В насыщенном растворе малорастворимого вещества между твердой фазой и раствором устанавливается динамическое равновесие, которое можно представить уравнением:

CaCO_3(т.) Ca²⁺ + CO₃^2-

Для этого уравнения, используя закон действия масс, запишем выражение константы равновесия

К =

где [Ca²⁺], [CO₃^2-] - равновесные концентрации ионов в растворе;

[CaCO₃] - концентрация вещества в осадке (в твердой фазе), она постоянна.

Умножив К на постоянную величину [CaCO₃], получим константу, называемую произведением растворимости, K_sp:.

К×[CaCO₃] = K_sp = [Ca²⁺]× [CO₃^2-]

Произведение растворимости – это произведение концентраций ионов малорастворимого вещества в его насыщенном растворе в степенях их стехиометрических коэффициентов. Числовые значения произведения растворимости малорастворимых веществ представлены в специальных справочных таблицах.

В присутствии одноименных ионов равновесие смещается в сторону образования осадка (эффект одноименного иона). В присутствии сильных электролитов, не содержащих общих ионов, подвижность ионов в растворе уменьшается и равновесие смещается в сторону большего растворения осадка (солевой эффект).

При смешивании растворов, содержащих ионы, дающие нерастворимую соль, начинается выпадение осадка. В первые моменты времени концентрация ионов в растворе велика и осадок выпадает. Постепенно концентрация ионов уменьшается и в растворе устанавливается равновесие.

Условие образования осадка: произведение концентраций ионов в растворе должно быть больше, чем величина произведения растворимости данного соединения. Например,

[Ca²⁺] [CO₃^2-] > K_sp (CaCO₃).

Условие растворения осадка: произведение концентраций ионов в растворе (P_i) меньше, чем величина произведения растворимости данного соединения ([Ca²⁺] [CO₃^2-] < K_sp(CaCO₃) ).