5. Равновесие в геторогенной системе раствор – осадок.

Рассмотрим гетерогенную систему – труднорастворимый электролит B_mA_n, находящийся в равновесии с осадком. В наиболее простом случае электролит B_mA_n при растворении полностью диссоциирует на ионы:

B_mA_n↓↔ mBⁿ⁺ + nA^m-.

Применяя к этому равновесию закон действующих масс, получим:

[Bⁿ⁺]^m[A^m-]ⁿ/ [B_mA_n] = K

В знаменателе этого уравнения находится значение концентрации трудно растворимого соединения в осадке. Осадок образует самостоятельную фазу, и его концентрация в ней составляет 100%. Поэтому [B_mA_n] в осадке является постоянной величиной. Тогда, преобразуя уравнение [Bⁿ⁺]^m[A^m-]ⁿ/ [B_mA_n] = K, получим:

[Bⁿ⁺]^m[A^m-]ⁿ = К[B_mA_n]_осад = К.

Правая часть этого уравнения – величина постоянная, которую называют константой растворимости Кр. Часто употребляют и другое название – произведение растворимости и обозначают эту константу ПР

[Bⁿ⁺]^m[A^m-]ⁿ = ПР

Произведение растворимости является постоянной величиной при постоянной температуре и давлении, как и всякая константа равновесия. Следует помнить, что ПР в определённой степени зависит от ионной силы раствора.

6. Произведение растворимости (пр).

Растворимость вещества в воде и произведение растворимости связаны между собой. Рассмотрим, например, растворимость сульфата бария в воде. Очевидно, что растворимость (обозначим её Р) равна как концентрации ионов Ba²⁺, так и концентрации ионов SO₄^2-

P = [Ba²⁺] = [SO₄^2-].

Это – условие электронейтральности раствора. Подставляя значение Р в уравнение

[Bⁿ⁺]^m[A^m-]ⁿ = ПР, получим:

P² = ПР_BaSO4; P = √ПР_BaSO4

Растворимость трудно растворимых соединений можно сравнивать как по величине Р (моль/л), так и по величине ПР для однотипных соединений.

7. Условия образования и растворения осадков.

Основное условие равновесия в системе раствор-осадок выражается уравнением

[Bⁿ⁺]^m[A^m-]ⁿ = ПР, а для иного простого вида этого равновесия – уравнением.

[B⁺][A^-] = ПР_ВА.

Если изменить равновесные концентрации ионов В⁺ и А^- , добавив в раствор вещество, содержащее эти ионы, или добавив реагент, связывающий их в другие соединения, установившееся равновесие нарушается. При этом возможно, что концентрации ионов В⁺ и А^- изменены таким образом, что произведение их концентраций становится больше ПР.

С_B⁺ _*С_A^- > ПР_ВА

Тогда пойдет процесс, который приведет к уменьшению концентрации ионов В⁺ и А^-, установится новое равновесие и условие равновесия раствор – осадок станет выполняться снова. Этот процесс – образование осадка.

Труднорастворимые соединения со сравнительно большим значением ПР можно осадить лишь из растворов с достаточно большой концентрацией соответствующих ионов. Осаждение труднорастворимых соединений с малым значением ПР возможно и из разбавленных растворов, т. е. чем меньше ПР, тем больше чувствительность реакции осаждения.

Вопросы для самоконтроля:

1.Охарактеризуйте электролитическую диссоциацию воды. Дайте понятие об электролитах.

2. От чего зависит ионное произведение воды?

3. Как рассчитать водородный и гидроксильный показатели?

4. Причины растворимости?

5. От чего зависит равновесие в гетерогенной системе раствор-осадок?

6. Факторы, влияющие на произведение растворимости (ПР).

7. Перечислите условия образования и растворения осадков.