НОВЫЕ СТАТЬИ
23.07.2014
Больше всего подростки боятся тотального одиночества, провалить ЕГЭ и не оправдать надежды родителей
1 сентября 2014 года Общероссийский детский телефон доверия 8 (800) 2000-122 отметит четыре года работы. Но уже летом на него поступил четырехмиллионный звонок. Менее чем за четыре года работы телефон доверия принял 4 087 500 звонков.
15.07.2014
Рособрнадзор информирует еще о четырех вузах, которым запрещен прием обучающихся
Данные образовательные организации не подтвердили устранение нарушений, выявленных при проверках и указанных в выданных предписаниях об устранении выявленных нарушений в установленный срок.
10.07.2014
Минобрнауки: в России резко сокращается число студентов
В 2003 году из школ выпустились 1,4 миллиона человек, в этом году – всего 650 тысяч, отметил глава ведомства Дмитрий Ливанов.
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ


Фамилия:*
Имя:*
Е-mail:*

Произведение растворимости

Определение

Поместим в химический стакан какую-либо труднорастворимую соль, например, AgCl и добавим к осадку дистиллированной воды. При этом ионы Ag+ и Cl-, испытывая притяжение со стороны окружающих диполей воды, постепенно отрываются от кристаллов и переходят в раствор. Сталкиваясь в растворе, ионы Ag+ и Cl- образуют молекулы AgCl и осаждаются на поверхности кристаллов. Таким образом, в системе происходят два взаимно противоположных процесса, что приводит к динамическому равновесию, когда в единицу времени в раствор переходит столько же ионов Ag+ и Cl-, сколько их осаждается. Накопление ионов Ag+ и Cl- в растворе прекращается, получается насыщенный раствор. Следовательно, мы будем рассматривать систему, в которой имеется осадок труднорастворимой соли в соприкосновении с насыщенным раствором этой соли. При этом происходят два взаимно противоположных процесса:

1) Переход ионов из осадка в раствор. Скорость этого процесса можно считать постоянной при неизменной температуре: V1 = K1;
2) Осаждение ионов из раствора. Скорость этого процесса V2 зависит от концентрации ионов Ag+ и Cl-. По закону действия масс:

V2 = k2

  • [Ag+] [Cl-]


Так как данная система находится в состоянии равновесия, то

V1 = V2
k2 = k1

  • [Ag+] [Cl-]

[Ag+]

  • [Cl-] = k2 / k1 = const (при T = const)


Таким образом, произведение концентраций ионов в насыщенном растворе труднорастворимого электролита при постоянной температуре является постоянной величиной. Эта величина называется произведением растворимости (ПР).

В приведенном примере ПРAgCl = [Ag+] • [Cl-]. В тех случаях, когда электролит содержит два или несколько одинаковых ионов, концентрация этих ионов, при вычислении произведения растворимости должна быть возведена в соответствующую степень.
Например, ПРAg2S = [Ag+]2

  • [S2-]; ПРPbI2 = [Pb2+] [I-]2

В общем случае выражение произведения растворимости для электролита AmBn
ПРAmBn = [A]m [B]n.
Значения произведения растворимости для разных веществ различны.
Например, ПРCaCO3 = 4,8

  • 10-9; ПРAgCl = 1,56 10-10.

ПР легко вычислить, зная раcтворимость соединения при данной t°.

Пример 1
Растворимость CaCO3 равна 0,0069 или 6,9

  • 10-3 г/л. Найти ПРCaCO3.


Решение
Выразим растворимость в молях:
SCaCO3 = (6,9

· 10-3) / 100,09 = 6,9 • 10-5 моль/л

MCaCO3
Так как каждая молекула CaCO3 дает при растворении по одному иону Ca2+ и CO32-, то
[Ca2+] = [ CO32-] = 6,9

  • 10-5 моль/л,

следовательно, ПРCaCO3 = [Ca2+

]

  • [CO32-] = 6,9 10-5 6,9 10-5 = 4,8 10-9

Зная величину ПР, можно в свою очередь вычислить растворимость вещества в моль/л или г/л.

Пример 2
Произведение растворимости ПРPbSO4 = 2,2

  • 10 -8 г/л.

Чему равна растворимость PbSO4?

Решение
Обозначим растворимость PbSO4 через X моль/л. Перейдя в раствор, X молей PbSO4 дадут X ионов Pb2+ и X ионов SO42-, т.е.:

[Pb2+] = [SO42-] = X
ПРPbSO4 = [Pb2+] = [SO42-

] = X

  • X = X2

X = \e(ПРPbSO4) = \e(2,2

  • 10-8) = 1,5 10-4 моль/л.


Чтобы перейти к растворимости, выраженной в г/л, найденную величину умножим на молекулярную массу, после чего получим:
1,5

  • 10-4 303,2 = 4,5 10-2 г/л.


Образование осадков
Если
[Ag+]

  • [Cl-] < ПРAgCl - ненасыщенный раствор

[Ag+

]

  • [Cl-] = ПРAgCl - насыщенный раствор

[Ag+]

  • [Cl-] > ПРAgCl - перенасыщенный раствор


Осадок образуется в том случае, когда произведение концентраций ионов малорастворимого электролита превысит величину его произведения растворимости при данной температуре. Когда ионное произведение станет равным величине ПР, выпадение осадка прекращается. Зная объем и концентрацию смешиваемых растворов, можно рассчитать, будет ли выпадать осадок образующейся соли.

Пример 3
Выпадает ли осадок при смешении равных объемов 0,2 M растворов Pb(NO3)2 и NaCl.
ПРPbCl2

= 2,4

  • 10-4.


Решение
При смешении объем раствора возрастает вдвое и концетрация каждого из веществ уменьшится вдвое, т.е. станет 0,1 M или 1,0

  • 10-1 моль/л. Таковы же будут концентрации Pb2+ и Cl-. Следовательно, [Pb2+] [Cl-]2 = 1 10-1 (1 10-1)2 = 1 10-3. Полученная величина превышает ПРPbCl2 (2,4 10-4). Поэтому часть соли PbCl2 выпадает в осадок. Из всего сказанного выше можно сделать вывод о влиянии различных факторов на образование осадков.


Влияние концентрации растворов
Труднорастворимый электролит с достаточно большой величиной ПР нельзя осадить из разбавленных растворов. Например, осадок PbCl2 не будет выпадать при смешении равных объемов 0,1 M растворов Pb(NO3)2 и NaCl. При смешивании равных объемов концентрации каждого из веществ станут 0,1 / 2 = 0,05 M или 5

  • 10-2 моль/л. Ионное произведение [Pb2+] [Cl1-]2 = 5 10-2 (5 10-2)2 = 12,5 10-5. Полученная величина меньше ПРPbCl2, следовательно выпадения осадка не произойдет.


Влияние количества осадителя
Для возможно более полного осаждения употребляют избыток осадителя.
Например, осаждаем соль BaCO3: BaCl2 + Na2CO3 ® BaCO3¯ + 2NaCl. После прибавления эквивалентного количества Na2CO3 в растворе остаются ионы Ba2+, концентрация которых обусловлена величиной ПР.
Повышение концентрации ионов CO32-, вызванное прибавлением избытка осадителя (Na2CO3), повлечет за собой соответственное уменьшение концентрации ионов Ba2+ в растворе, т.е. увеличит полноту осаждения этого иона.

Влияние одноименного иона
Растворимость труднорастворимых электролитов понижается в присутствии других сильных электролитов, имеющих одноименные ионы. Если к ненасыщенному раствору BaSO4 понемногу прибавлять раствор Na2SO4, то ионное произведение, которое было сначала меньше ПРBaSO4 (1,1

  • 10-10), постепенно достигнет ПР и превысит его. Начнется выпадение осадка.


Влияние температуры
ПР является постоянной величиной при постоянной температуре. С увеличением температуры ПР возрастает, поэтому осаждение лучше проводить из охлажденных растворов.

Растворение осадков

Правило произведения растворимости важно для переведения труднорастворимых осадков в раствор. Предположим, что надо растворить осадок BaСO3. Раствор, соприкасающийся с этим осадком, насыщен относительно BaСO3.
Это означает, что [Ba2+

]

  • [CO32-] = ПРBaCO3.

Если добавить в раствор кислоту, то ионы H+ свяжут имеющиеся в растворе ионы CO32- в молекулы непрочной угольной кислоты:
2H+ + CO32- ® H2CO3 ® H2O + CO2­
Вследствие этого резко снизится концентрация иона CO32- , ионное произведение станет меньше величины ПРBaCO3. Раствор окажется ненасыщенным относительно BaСO3 и часть осадка BaСO3 перейдет в раствор. При добавлении достаточного количества кислоты можно весь осадок перевести в раствор. Следовательно, растворение осадка начинается тогда, когда по какой-либо причине ионное произведение малорастворимого электролита становится меньше величины ПР. Для того, чтобы растворить осадок, в раствор вводят такой электролит, ионы которого могут образовывать малодиссоциированное соединение с одним из ионов труднорастворимого электролита. Этим объясняется растворение труднорастворимых гидроксидов в кислотах

Fe(OH)3 + 3HCl ® FeCl3 + 3H2O
Ионы OH- связываются в малодиссоциированные молекулы H2O.

Таблица. Произведение растворимости (ПР) и растворимость при 25°С некоторых малорастворимых веществ

Формула Растворимость ПР моль / л
AgBr 7,94 • 10-7 6,3 • 10-13
AgCl 1,25 • 10-5 1,56 • 10-10
AgI 1,23 • 10-8 1,5 • 10-16
Ag2CrO4 1,0 • 10-4 4,05 • 10-12
BaSO4 7,94 • 10-7 6,3 • 10-13
CaCO3 6,9 • 10-5 4,8 • 10-9
PbCl2 1,02 • 10-2 1,7 • 10-5
PbSO4 1,5 • 10-4 2,2 • 10-8

 

НА ЗАМЕТКУ
ОПРОС

Определились ли Вы с выбором учебного заведения, в которое собираетесь поступать?

Да, я уже точно знаю, куда буду поступать

Пока выбираю между вузами со схожими специальностями

Нет, не могу выбрать для себя подходящую специальность

Мне совершенно все равно, куда поступать

СЛАЙДЫ

Как выглядят факультеты СПбГУ