«Гетерогенные равновесия и процессы»

1. Гетерогенное равновесие в системе нерастворимое вещество – вода.

Для сульфата бария:

х х х ВaSO4  Вa2+ + SO42- тв.соль ионы в растворе

При диссоциации х молей сульфата бария образуется х молей ионов бария и х молей сульфат-ионов. a = γ ∙ C = С.

2. Константа растворимости (произведение растворимости) электролита – в насыщенном растворе малорастворимого электролита произведение концентраций его ионов, в степенях равных стехиометрическим коэффициен­там, есть величина постоянная при данной температуре.

Алгоритм составления выражения для K_S.

• Написать уравнение диссоциации малорастворимого сильного электролита.

• Записать формулу для константы растворимости данного малорастворимого сильного электролита.

Для сульфата бария: ВaSO4  Вa2+ + SO42- тв.соль ионы в растворе KS = [Вa2+][SO42-] или ПР = [Вa2+][SO42-]	Для фосфата кальция
	Ca3(PO4)2  3Ca2+ + 2PO43- тв.соль ионы в растворе KS = [Ca2+]3 [PO43-]2

3. Связь растворимости и константы растворимости.

Алгоритм составления выражений для K_S и растворимости.

• Написать уравнение диссоциации малорастворимого сильного электролита.

• Записать формулу для константы растворимости данного малорастворимого сильного электролита.

• Выразить растворимость через Х моль/л.

• Подставить в формулу для K_S значения концентраций ионов, выраженные через Х.

• Выразить растворимость через K_S.

Если растворимость соли равна х моль/л, то

для сульфата бария: х х х ВaSO4  Вa2+ + SO42- тв.соль ионы в растворе KS = [Вa2+][SO42-] KS = х2, х = ,	для фосфата кальция:
	х 3х 2х Ca3(PO4)2  3Ca2+ + 2PO43- тв.соль ионы в растворе KS = [Ca2+]3 [PO43-]2 KS = (3х)3 · (2х)2 = 108х5, х =

4. Связь концентрации ионов в растворе с вероятностью образования осадка.

Осадок выпадает в том случае, если в растворе произведение активностей (кон­центраций) ионов (П_с), образующих электролит, в степенях равных стехиометрическим коэффициентам, будет больше константы растворимости K_S.

П_с  K_S – пересыщенный раствор, осадок выпадает

П_с  K_S – ненасыщенный раствор, осадок не выпадает

Пс = K_S – насыщенный раствор.

5. Конкуренция за катион или анион.

изолированное гетерогенное равновесие – образование в системе одного малорастворимого электролита: В растворе присутствуют в равных концентрациях ионы натрия Na+ и серебра Ag+. При введении хлорид-ионов Cl- образуется хлорид серебра. В реальных системах встречается редко.

2. совмещенное гетерогенное равновесие – образование в системе нескольких мало­растворимых электролитов, в первую очередь образуется менее растворимое соединение (с меньшим значением K_S), затем более растворимое (с бóльшим значением K_S). Происходит дробное осаждение.

а) исходная система – раствор ионов:

В растворе присутствуют в равных концентрациях карбонат-ионы CO32- и сульфат-ионы SO42-. При введении ионов кальция в первую очередь в осадок переходит карбонат кальция, т.к. KS (CaCO3) < KS(CaSO4), а затем выпадает сульфат кальция	В растворе присутствуют в равных концентрациях ионы стронция Sr2+ и кальция Ca2+. При введении фосфат ионов PO43- в первую очередь в осадок переходит фосфат стронция, т.к. KS(Sr3(PO4)2) < KS(Ca3(PO4)2), а затем выпадает фосфат кальция.

б) исходная система – насыщенный раствор малорастворимого электролита над осадком. Растворение осадка.

↓ CaSO₄ + Na₂CO₃ ↔ ↓ CaCO₃ + Na₂SO₄

насыщ. р-р

эта реакция идет легко и практически до конца в направлении слева направо (при нагревании, действием концентрированного раствора соды), т.к. K_S(CaSO₄) / K_S(CaCO₃) ≈ 5000. Т.к. сульфаты щелочноземельных металлов не растворяются в кислотах и щелочах, их перевод в легко растворимые карбонаты имеет практическое значение.

Важно учитывать при расчетах:

1. Значение К_s.

2. Концентрации веществ.

3. Электролитный фон: I(КРОВИ) = 0,167, γ(Ca²⁺) = 0,42.