Произведение растворимости.

Абсолютно нерастворимых веществ в природе не существует. Под действием молекул растворителя небольшое количество вещества в виде ионов все же переходит в раствор с поверхности трудно растворимого электролита (но могут вернуться обратно). При насыщении раствора устанавливается термодинамическое равновесие, характеризующееся константой равновесия

CaSO_4(тв.) Ca²⁺ + SO₄^2-

К = [Ca²⁺] ×[ SO₄^2-] / [CaSO_4(тв] или K × [CaSO_4(тв] = [Ca²⁺] ×[ SO₄^2-]

[CaSO_4(тв] – величина постоянная, следовательно

[Ca²⁺] ×[ SO₄^2-] = const = Пр (произведение растворимости).

Для насыщенного раствора труднорастворимого электролита произведение концентраций (точнее активностей) ионов, возведенных в степени их стехиометрических коэффициентов, есть величина постоянная при данной температуре.

Для различных труднорастворимых электролитов данные Пр можно найти в справочниках. В том случае, когда произведение концентраций соответствующих ионов будет больше Пр будет происходить выпадение осадка. Решение задач на произведение растворимости хорошо изложено в Глинка «Сборник задач по общей химии».

На это равновесие можно воздействовать (см принцип Ле Шателье). Например,

AgCl_(тв.) Ag⁺ + Cl^-

Чтобы полнее осадить ионы серебра, можно добавить к раствору одноименный ион хлора (из NaCl), чтобы увеличить растворимость хлорида серебра, можно связать ион серебра в растворе в комплексный ион с аммиаком. Именно поэтому в средства[ для чистки серебра применяют аммиак.

Введение в насыщенный раствор малорастворимого электролита другого сильного электролита, не содержащего с ним одноименных ионов, приводит к повышению растворимости. Это явление называется солевой эффект. Такой солевой эффект проявляется в морской воде.Эффект связан с тем, что при введении электролита повышается ионная сила раствора и понижается коэффициент активности (см.выше).

Лекция № 7 химическая кинетика и химическое равновесие

Ранее мы рассмотрели термодинамический метод изучения химических процессов, позволяющий осуществлять расчет химического равновесия и устанавливать направление возможного протекания процессов в тех или иных условиях. Основу термодинамического метода составляет величина G = 0 .

Однако, знание величины G не позволяет сделать никаких заключений о скорости реакции в определенных условиях. Процессы, протекающие в искомых системах зависят не только от термодинамических закономерностей, но и от кинетических закономерностей.

Химическая кинетика – раздел химии, который изучает скорость и механизм химических превращений.

Знание кинетики и механизма протекания реакций позволяет управлять химическим процессом, проводить их математическое моделирование в условиях производства.

Реакции

гомогенные

гетерогенные

(протекают в однородной (протекают в неоднородной

среде, т.е. между веществами, среде – между веществами,

которые находятся в одной фазе) которые находятся в разных

фазах)

2NO_(г) + O_2(г) = 2NO_2(г) CaO_(т) + 2HCl_(ж) = CaCl_2(ж) + H₂O_{(ж )}

Условия протекания

проходят равномерно проходят на границе

во всем объеме раздела фаз

Фаза – однородная часть системы, обладающая одинаковым составом, физическими и химическими свойствами и отделенная от других частей системы поверхностью раздела.

Скорость химической реакции – изменение количества реагирующих веществ за единицу времени в единице реакционного пространства.

(для гомогенной реакции)

(единица реакционного пространства – единица объема (V)

(для гетерогенной р-и)

(единица реакционного пространства – единица площади межфазной поверхности (S) .

Δn – изменение числа молей реагента по времени;

S – площадь поверхности раздела между фазами.

(С – молярная концентрация)

В ходе реакции изменяется концентрация как исходных веществ, так и продуктов реакции, причем они взаимосвязаны (уравнением химической реакции), поэтому в зависимости от того, о чем идет речь, берутся разные знаки:

– речь идет об убыли  концентрации исходных веществ;

 – об увеличении концентрации продуктов реакции.