3.2. Условия образования и растворения осадков

В соответствии с общими положениями теории химического равновесия, если произведение концентрации ионов, находящихся в растворе, больше произведения растворимости, то происходит осаждение соли или гидроксида (ИП>ПР), если же оно меньше произведения растворимости, то осадок соли или гидроксида растворяется (ИП<ПР) до тех пор, пока произведение концентраций ионов не станет равным ПР (ИП=ПР), при условии, что твёрдая фаза присутствует в достаточном для этого количестве.

По опытным данным о растворимости малорастворимых электролитов рассчитывают их произведение растворимости, а также решают обратную задачу на основании табличных данных о произведении растворимости. При этом учитывают, что растворимость вещества может быть выражена в любых единицах, а в Пр входит концентрация вещества в моль/л.

Все вычисления, связанные с образованием и растворением осадков, выполняют по следующей схеме:

1. Составляют уравнения диссоциации электролитов, присутствующих в растворе, ионы которых участвуют в реакции осаждения.

2. Составляют ионное уравнение образования или растворения осадка в зависимости от условия задачи.

3. Записывают выражение произведения растворимости в соответствии с ионным уравнением, описывающим диссоциацию осадка, одновременно находят значение ПР по таблице.

4. Вычисляют значения равновесных концентраций ионов либо по заданным концентрациям, исходя из 100%-ной диссоциации в случае сильных электролитов, либо с учётом константы диссоциации (для слабых электролитов). Концентрацию, выраженную по условию задачи в граммах на литр или в любых других единицах, пересчитывают в моль/л.

5. Сопоставляя заданные концентрации и условия задачи, составляют алгебраическое уравнение, по которому определяют искомую величину.

Пример 5. Вычислите произведение растворимости BaSO₄, если в 100 мл насыщенного раствора при 20ºС содержится 0,23 мг соли.

Решение. В данном случае вычисления начинаем с пункта 2 приведённой выше схемы.

2. BaSO₄ ↔ Ba²⁺ + SO .

3. ПР_BaSO4 = [Ba²⁺]∙[SO ].

4. Пересчитываем концентрацию соли, выраженную в миллиграммах на 100 мл раствора, в моль/л. Для этого количество граммов соли в литре (0,0023 г/л) делят на молярную массу BaSO₄, равную 233 г/моль:

0,0023/233=10^-5моль/л.

Следовательно, [Ba²⁺]=[SO ]=10^-5 моль/л

5. ПР_BaSO4 = [Ba²⁺]∙[SO ]= 10^-5 ∙10^-5 =10^-10

Вариант 1.

5. Вычислите произведение растворимости, если в 500 см³ насыщенного раствора содержится 9,5∙10^-4 г AgCl.

Вариант 2.

5. Вычислите произведение растворимости, если из 2 дм³ насыщенного раствора после выпаривания получено 2,688 г CaSO₄∙2H₂O,

Вариант 3.

5. Вычислите произведение растворимости, если растворимость СаСО₃ равна 0,0062 г/дм³.

Вариант 4.

5. Вычислите произведение растворимости, если растворимость Fe(OH)₂ равна 2∙10^-8 г/дм³.

Вариант 5.

5. Вычислите произведение растворимости, если в 2,5 дм³ насыщенного раствора содержится 21,5 мг MgNH₄PO₄.

Вариант 6.

5. Вычислите произведение растворимости, если растворимость AgCl равна 2,57 мг/дм³.

Вариант 7

5. Вычислите произведение растворимости, если насыщенный раствор содержит 3,84 мг PbSO₄ в 100 см³.

Вариант 8.

5. Вычислите произведение растворимости, если в 2 дм³ насыщенного раствора содержится 0,124 г СаСО₃.

Вариант 9.

5. Вычислите произведение растворимости, если для насыщения 200 см³ воды требуется 0,57 мг BaCrO_4.

Вариант 10.

5. Вычислите произведение растворимости, если растворимость СаС₂О₄ при 20ºС равна 4,8∙10^-5 моль/дм³.

Последовательность образования осадков

Очерёдность выпадения осадков из раствора, содержащего ряд ионов, способных к образованию малорастворимых веществ с одним и тем же ионом-осадителем, связана с их произведениями растворимости. Первым выпадает в осадок то вещество, ПР которого достигается раньше. Для однотипных соединений в одинаковых условиях очерёдность осаждения определяется простым сопоставлением значений ПР этих соединений.