Условия осаждения и растворения солей

Выпадение осадка

 

Произведения растворимостей могут использоваться для предсказания условий осаждения солей из растворов.

Предположим, что смешивают разбавленные растворы хлорида бария и сульфата натрия. В каком случае выпадет осадок?

ВаС12 + Na2SO4 ® BaSO4↓+ 2NaCl

В ионном виде

Ва2+ (водн) + SO42− (водн) ® BaSO4 (тв).

Необходимо рассмотреть равновесие

BaSO4 (тв) . ⇄ Ва2+ (водн) + SO4 2− (водн)

Произведение растворимости этой соли при 25°С составляет ПР BаSO4 = [Ва2+] × [SO42−] = 1,3 ×10−10.

Если произведение концентраций ионов [Ва+2] и [SО42−] в двух смеши­ваемых растворах превосходит ПР сульфата бария, то после смешивания рас­твора будет происходить осаждение сульфата бария до тех пор, пока произ-ведение концентраций [Ва+2] × [SО42−] не станет меньше произведения раство­римости.

Таким образом, условие осаждения [Ва+2] × [SО42−] > ПР BaSO4.

 

Если же в растворе после смешивания произведение концентраций бу­дет меньше ПР, то осаждения вообще не будет происходить.

Т.е. при [Ва+2] × [SО42−] < ПР BaSO4 осаждение не происходит.

 

В насыщенном растворе [Ва+2] × [SО42−] = ПР BaSO4.

 

Растворение осадка

 

Осадок малорастворимого соединения будет растворяться в том случае, если раствор над ним станет ненасыщенным, т.е. когда произведение концентрации ионов будет меньше его ПР.

Для примера с сульфатом бария условием растворения осадка будет

[Ва+2] × [SО42−] < ПР BaSO4.

Достигнуть этого можно либо разбавлением раствора, либо удалением или связыванием одного из ионов в более прочное соединение.

Например, растворение карбоната кальция (мела) СаСО3 возможно при добавлении кислоты. В этом случае существенно снижается концентрация карбонат-ионов СО32−, которые превращаются в углекислый газ и покидают раствор:

СаСО3 + 2HCl ® CaCl2 + CO2↑+ H2O

 

Эффект общего иона

 

На практике часто необходимо удалять ионы из раствора переводом их в осадок. В частности, таким образом можно удалить из раствора токсичный ион и тем самым предотвратить отравление.

Для достижения полноты осаждения малорастворимого сильного электролита из его насыщенного раствора следует увеличить концентрацию какого-либо из ионов, входящих в состав этого электролита.

Вновь рассмотрим равновесие, которое установилось в насыщенном растворе хлорида серебра:

AgCl (тв) ⇄ Ag+(водн) + Cl(водн)

 

К этой равновесной системе применим принцип Ле Шателье. Увеличим концентрацию одного из ионов, например, ионов Cl (а это можно сделать, добавив в раствор дополнительное количество растворимого хлорида натрия NaCl). В соответствии с принципом Ле Шателье равновесие сдвинется влево, в сторону осаждения хлорида серебра.

Таким образом, добавление общего иона приводит к уменьшению растворимости хлорида серебра. Такое же воздействие окажет и введение в раствор растворимого нитрата серебра AgNO3, т.е. увеличение концентрации ионов Ag+.

Эффектом общего иона обусловлено явление высаливания. Высаливание часто используется в промышленности и означает удаление соли из раствора.

Высаливание применяется, например, при производстве мыла. Главной составной частью мыла является стеарат натрия С17Н35СООNa. Его высаливание осуществляется добавлением концентрированного раствора хлорида натрия NaCl. Это приводит к тому, что произведение стеарат иона С17Н35СОО и иона натрия Na+ становится больше произведения растворимости стеарата натрия, и соль выделяется из раствора. Эффект общего иона обусловлено в данном случает ионами натрия.

 

Порядок осаждения ионов

Если в растворе содержится смесь ионов, осаждаемых одним и тем же ионом, то образование осадков идет ступенчато: первым осаждается электролит, имеющий наименьшее значение ПР, а затем остальные соли в порядке увеличения значения ПР.

Так, если в растворе содержится смесь ионов Cl, Br, I , то при добавлении катиона осадителя Ag+ в первую очередь будет осаждаться иодид серебра AgI, т.к. его произведение растворимости минимально (ПРAgI = 10−16),

а последним в осадок перейдет хлорид серебра (ПРAgCl = 1,8×10−8).

 








Дата добавления: 2016-12-26; просмотров: 2714;


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: 0.006 сек.