7. Тұнбаның ерігіштік көбейтіндісі мен ерігіштігі арасында қандай байланыс бар?

Қиын еритін қосылыстар – тұнбалардың түзілу реакциясы аналитикалық химияда сапалық талдауда иондарды анықтау мен бөлу үшін және сандық талдауда гравиметрлік және титриметрлік тұндыру анықтаулары үшін кең қолданылады. Тұнба түзілгеннен кейін тұнба мен қаныққан ерітінді арасында жылжымалы гетерогенді тепе-теңдік орнайды:

AgI ↔ Ag_­­­­­­⁺ + I­^-

^{тұнба қаныққан еріт-лер}

Тепе-теңдік жағдайында тұнба мен қаныққан ерітінді арасында процестер тура және кері бағытта жүреді, олардың жылдамдықтары тең.

Теңдеудің сол жағындағы тұрақты шаманы ЕК_AgI арқылы белгілейміз, сонда:

(10)

Ерігіштік көбейтіндісі үшін теңдеуді тұнба/қаныққан ерітінді жүйесіндегі тепе-теңдік жағдайы нүктесінен қарастыруға болады. Тұнбалар суда аз ериді, сондықтан тұнба үстіндегі қаныққан ерітінді идеалды жүйеге жақын сұйытылған ерітінді болып табылады. Одан басқа, тұнба молекулаларының түзілу процесі қайтымды. Сондықтан гетерогенді тепе-теңдікті тепе-теңдік константасымен сипаттауға болады:

(11)

(12)

Кез-келген химиялық реакция тұрақты қысым мен температурада жүреді, сондықтан термодинамикалық қатынаста тұнба мен қаныққан ерітінді арасындағы гетерогенді тепе-теңдікті Гиббстің бос молярлы энергиясы арқылы қарастыру керек.

Жалпы түрде келесі гетерогенді тепе-теңдік бар дерлік:

AmBn ↔ mA + nB

^{тұнба қанық еріт-лер}

Сол жақтың тұрақты шамаларын ерігіштіктің көбейтіндісімен белгілейміз:

(22)

Берілген теңдеу ерігіштіктің термодинамикалық көбейтіндісін жалпы түрде сипаттайды. Иондардың белсенділігін олардың концентрациясының белсенділік коэффициентіне көбейтіндісімен анықталатынын ескерсек, ерігіштік көбейтіндісін былай көрсетуге болады:

(23)

Иондар концентрацияларының көбейтіндісі – ерігіштіктің концентрациялық көбейтіндісі деп аталады және тұрақты қысымда, температурада және қиын еритін қосылыстың тұрақты сандық сипаттамасының тұрақты күшіне ие:

(24)

Сонда

(25)

Бұл теңдеумен анықтамада көрсетілген ерігіштік көбейтіндісінің термодинамикалық шамасы бойынша және

иондардың белсенділік коэффициенті бойынша ерігіштіктің концентрациялық көбейтіндісін есептеуге болады:

(26)

Суда қиын еритін қосылыстар жағдайында, көптеген тұнбалар сондай, ерітіндінің тұрақты иондық күшінде ерігіштіктің концентрациялық көбейтіндісін қолдану ыңғайлы.

Қиын еритін электролит ерігіштігінің көбейтіндісін табу үшін берілген температурада оның ерігіштігін білу қажет. Ерігіштік пен ерігіштік көбейтіндісінің арасында байланыс орнатамыз. Келесі гетерогенді тепе-теңдіктерді қарастырайық:

AmBn ↔ mA + nB

^{тұнба қанық еріт.}

Тұнба ерігіштігін S арқылы белгілейміз. Сонда тұнба үстіндегі қаныққан ерітіндіде А ионының mS және В иондарының nS түзіледі. Ерігіштік көбейтіндісінің теңдеуін ерігіштік арқылы жазуға болады:

(27)

Бұдан тұнба ерігіштігі мынаған тең:

(28)

Иондық күші 0-ге тең болмағанда, басқа күшті электролиттер қатысында тұнба ерігіштігі көбейетіндігі жақсы белгілі. Басқа күшті электролиттер қатысында тұнба ерігіштігін есептегенде ерітіндінің иондық күшін ескеру керек.

(29)