Пример 7

Расчет растворимости малорастворимого вещества,

находящегося в насыщенном растворе известной концентрации

Вычислите растворимость (в граммах на литр) оксалата кальция в растворе оксалата аммония с концентрацией 0,02 моль/л.

Решение. Выразим растворимость соли состава A_mB_n :

s=

Для бинарного электролита СаС₂O₄ растворимость соли равна:



 K_s(СаС₂О₄) 

s(СаС₂О₄) =  = K_s(СаС₂О₄)

1²1²

Присутствие электролита ((NH₄)₂C₂O₄), содержащего одноименный ион (C₂O₄^2-), понижает растворимость соли в г/л:

s’ = SM(CaC₂O₄)

s = K_s(СаС₂О₄) = = 1,1510^-7моль/л

с((NН₄)₂С₂О₄)

γ= sM(CaC₂О₄) = 1,15∙10^-7 моль/л∙128,1 г/моль = 1,47∙10^-5 г/л

Ответ: 1,47∙10^-5 г/л.

Пример 8

Расчет константы совмещенного гетерогенного равновесия.

Вычислите константу равновесия взаимодействия в водном растворе между сульфатом стронция и хлоридом бария.

Решение. Запишем уравнение реакции, при протекании которой образуется осадок сульфата бария, в ионном виде:

SrSO₄(т) + Ba²⁺(водн) BaSO₄(т) +Sr²⁺

Запишем выражение для константы равновесия этого процесса:

с(Sr²⁺)

K= 

с(Ва²⁺)

Концентрации твердых веществ, как известно, в выражение константы гетерогенного процесса не входят, т.к. они приравниваются 1.

Умножим и числитель и знаменатель на с(SO₄^2-):

с(Sr²⁺)∙с(SO₄^2-) Кs (SrSO₄)

K=  = 

с(Ва²⁺)∙с(SO₄^2-) Ks (BaSO₄)

Таким образом, константа совмещенного гетерогенного процесса имеет такой же вид, как и константа совмещенного протолитического процесса. Константа совмещенного гетерогенного равновесия численно равна дроби, в числитель которой записывается константа растворимости вещества, стоящего в левой части уравнения, а в знаменатель – константа растворимости вещества, находящегося в правой части уравнения.

Теперь можно рассчитать значение константы совмещенного равновесия, подставив справочные значения констант растворимости:

3,2 10^-7

K= ———— = 2,91∙10³

1,1 10^-10

Ответ: Константа равновесия равна 2,91∙10³.

Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».

6.27; 6.29;6.50; 6.54

Лабораторная работа 6.5

Гетерогенные равновесия в растворах электролитов

Цель работы: Получить системные знания по теории гетерогенных процессов в приложении к биологическим системам; определить термодинамические условия образования и растворения осадков; изучить влияние различных факторов на растворимость малорастворимых электролитов.

Задание: Изучить: а) условия образования осадков, б) влияние одноименного иона на растворимость малорастворимого электролита; в) конкуренцию гетерогенных процессов; г) влияние природы растворителя на образование осадка; д) провести групповые и характерные реакции на ионы с образованием осадков.

Оборудование и реактивы: Набор пробирок в штативе; бюретки вместимостью 25 мл, воронки диаметром 30 мм, капельницы с растворами.

Растворы хлорида кальция (0,01 моль/л и 0,1 моль/л), оксалата натрия, сульфата натрия (концентрация растворов 0,01 моль/л); гидрофосфата натрия, дигидрофосфата натрия (концентрация растворов 0,1 моль/л), соляная кислота (0,1 моль/л), гидроксид натрия (0,1 моль/л), хлорида натрия (0,2 моль/л), сульфат натрия, хромат натрия (1 моль/л), нитрата свинца(0,1 моль/л).

Сущность работы: визуальное наблюдение за изменениями в пробирках при сливании растворов солей, способных образовать осадки.

Выполнение эксперимента:

Опыт 1. Условия образования осадков.

Уравнения реакций:

Наблюдения записывают в таблицу 1.