Пример 8.
Чему равна растворимость в воде иодида свинца в моль/дм3 и г/дм3 при 25° С?
Решение.
Находим по таблице величину ПРРbI2 = 8,1 • 10-9. Обозначим растворимость РbI2 в моль/дм3 через s. Тогда
РbI2 = РЬ2+ + 2I-
s s 2s
ПРрbI2 = CРЬ2+ • C 2I- = s (2s)2 = 4s3 = 8,1 • 10-9
s =3
=
1,27 • 10-3
моль/дм3
Умножив полученную величину на молярную массу соли, получим растворимость в г/дм3.
461 • 1,27 • 10-3 = 0,585 г/дм3
Рассмотрим другой случай: зная, что степень диссоциации слабого электролита уменьшается при введении в раствор сильного электролита с одноименным ионом можно предположить, что и растворимость малорастворимых веществ также уменьшается в присутствии избытка одноименных ионов. В примере 4 мы нашли, что растворимость иодида свинца в воде равна 1,27 • 10-3 моль/дм3. Рассчитаем величину растворимости этой же соли в присутствии 0,1 моль/дм3 иодида калия, .
ПРРbI2 = CРЬ2+ • CI- 2 = s • (0,1)2 = 8,1 • 10-9 отсюда выражая s получим:
s = 8,1 • 10-7 моль/дм3
© Таким образом, в присутствии избытка одноименных ионов растворимость малорастворимого вещества понижается и осаждение будет более полным.
При проведении реакций, в результате которых получаются малорастворимые вещества, важно уметь предсказывать, образуется ли осадок при данных концентрациях взятых веществ. Для такого предсказания пользуются следующим правилом:
© Малорастворимое вещество выпадает в осадок, если произведение реальных концентраций ионов в растворе больше величины произведения растворимости при данной температуре.
Пример 9.
Смешаны 20 см3 раствора нитрата серебра с концентрацией 2 • 10-3 моль/дм3 и 30 см3 раствора хромата калия с концентрацией 1 • 10-4 моль/дм3. Выпадет ли осадок?
Решение.
Уравнение реакции: 2AgNO3 + K2CrO4 = Ag2Cr04 + 2KNO3
Рассчитаем концентрации ионов Ag+ и CrO2-4 после сливания растворов, учитывая, что объем полученного раствора 50 см3.
C Ag+ = (2 • 10-3 • 20)/50 = 0,8 • 10-3 моль/дм3
C CrO42- = (1 • 10-4 • 30)/50 = 0,6 • 10-4 моль/дм3
C2Ag+ • C CrO42- = (0,8 • 10-3)2 • 0,6 • lO-4 = 0,384 • 10-10
Величина ПРAg2 CrO4= 1,1 • 10-12
Итак, произведение реальных концентраций больше величины ПР, следовательно, хромат серебра будет выпадать в осадок.
Пример 10.
Определить выпадет ли осадок при смешивании равных объёмов 0,01 М растворов хлорида бария и сульфата натрия.
Решение.
Напишем уравнение реакции: BaCL2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCL
После смешения равных объемов хлорида бария и сульфата натрия их концентрации уменьшились в 2 раза и составили: С(ВаС12)=0,005моль/л: C(Na2SO4)=0,005моль/л. Соответственно, концентрации интересующих нас ионов Ва2+ и SO42- так же оказались равными 5 • 10-3 моль/л.
Найдем произведение концентраций этих ионов: [Ba2+][SO42-] = (5 • 10-3)2 = 2,5 •10-5.
Найденное произведение концентраций ионов превышает значение Ks(BaSO4) = 1,1 • 10-10 следовательно, осадок образуется.
Пример 11.
Слиты вместе 0,5 л 0,01 М раствора СаС12 и 0,5 л 0,02 М раствора NaF. Выпадет ли при этом осадок CaF2?
Решение.
Выпадение осадка будет происходить в том случае, если значение произведения концентраций ионов Са2+ и F-, находящихся в растворе, будет больше, чем ПP(CaF2). Найдем это значение. Прежде всего обратите внимание на то, что при сливании растворов все концентрации изменились. Так как объемы сливаемых растворов равны, концентрации солей уменьшились в два раза.
В общем растворе концентрация С (CaCl2)= 5 • 10-3 М, С (NaF) = 1•10-2 М.
Концентрации ионов Са2+ и F- в общем растворе до начала осаждения равны концентрациям солей: С(Са2+) = 5•10-3 моль/л , С (F -) = 1•10-2 моль/л.
Найдем произведение концентраций ионов Са2+ и F- в растворе, полученном после сливания исходных растворов:
Пс(СaCl2)= С(Сa2+ ) • С 2(F - )= 5•10 -3•(1•10-2)2 = 5•10-7 .
В таблице находим ПР(CaCl2)= [Ca2+ ]•[F-]2 = 4•10-11.
Произведение концентраций ионов в растворе на 4 порядка больше, чем ПР(СаF2), и осадок фторида кальция будет из него выпадать.