Расчеты в аналитической химии

Требования к промывной жидкости

1.Растворимость осадка в промывной жидкости не должна быть выше его растворимости в маточном растворе. Для уменьшения растворимости в нее добавляют ион-осадитель.

2.При промывании аморфных осадков не должна происходить их пептизация.

3.Компоненты промывной жидкости должны полностью удалятся из осадка в процессе термообработки.

2.3. Равновесие между раствором и осадком. Произведение растворимости

Системы, состоящие из жидкой и твердой фаз – «раствор – осадок», имеют исключительно важное значение в курсе аналитической химии.

Раствор, концентрация которого при соприкосновении с твердой фазой растворяемого вещества увеличивается, называется ненасыщенным.

Раствор, находящийся в равновесии с твердой фазой растворенного вещества, называется насыщенным.

Концентрация насыщенного раствора характеризует растворимость данного вещества.

новесных концентраций (равновесных активностей) ионов данного электролита в его насыщенном растворе в степенях, равных

49

Г.Д. СолтамурадовПР, М.Х. Мутузова

P = m+n AmA∙mBBnn

где:

m+n – суммарное количество молей катионов и анионов m – количество молей катиона

n – количество молей аниона

P – растворимость вещества (моль/л)

Условие образования осадка. При увеличении концентрации одного из ионов электролита в его насыщенном растворе (например, путем введения другого электролита, содержащего тот же

При этом равновесие между твердой фазой и раствором смещается в сторону образования осадка.

Условие растворения осадка. Добавление в раствор электролита, не имеющего общих ионов с малорастворимым, приводит к увеличению растворимости малорастворимого электролита за счет увеличения ионной силы раствора (так называемый солевой

эффект), произведение концентраций его ионов становится меньше значения ПРПР: AmBn > [An+]m ∙ [Bm−]n

Примеры решения задач

Задача 1. Произведение растворимости AgCNS при 25°С равно 1,16ˑ10-12. Вычислить растворимость роданида серебра в граммах на литр.

Решение

Уравнение диссоциацииAgCNS Ag+ + CNS−[Ag+] = [CNS−]

ИзПРуравненияA B = [Agдиссоциации+] ∙[CNS−] =следует[Ag+]2, что= 1,16 ∙10−12 = P2 m nP = 1,16 ∙10−12 = 1,08 ∙ 10−6моль/л

Растворимость1,08роданида∙ 10−6 ∙166серебра= 1,79в г/∙л10: −4г/л

50

Расчеты в аналитической химии

сида аммония образуются по одному молю катионов аммония и

[NH−] = [OH−]

гидроксид-ионов, следовательно4 ,

51

Ba3(PO4)2.

Решение

трацию катионов свинца [Pb2+] и йодид-ионов [I-] в насыщенном водном растворе йодида свинца PbI2. Коэффициенты активности ионов принять равными единице

Решение

Йодид свинца в водном растворе диссоциирует по схеме:

52

Расчеты в аналитической химии

Задача 6. Сравните растворимость AgCl в дистиллированной

воде и в 0,01 М растворе KCl, если ПРAgCl = 1,78·10-10.

Решение

Находим растворимость в 0,01 М растворе KCl

При введении в раствор одноименного иона, по принципу Ле Шателье, растворимость электролита уменьшается. При увеличении концентрации хлорид-ионов концентрация ионов серебра уменьшается и равновесие смещается влево.

В 0,01М растворе KCl концентрация[Ag+] =ионовP серебра равна

[Cl−] = 0,01 + P

молярной растворимости AgCl, т.е. , а концентрация хлорид ионов ПРAgCl = [Ag+] ∙[Cl−] = P(0,01 + P)

Поскольку концентрация Cl- в растворе KCl намного больше концентрации Сl- в растворе AgCl, можно допустить, что 0,01 + P

Растворимость AgCl в 0,01М растворе KCl уменьшается в 747

раз.

53

Г.Д. Солтамурадов, М.Х. Мутузова

Задача 7 Вычислить растворимость (моль/л) CaF2 в воде и в

Расчет растворимости фторида кальция в растворе хлорида кальция

образующихся при растворении хлорида кальция и, поэтому, ею можно пренебречь.

Тогда новую растворимость осадка фторида кальция при до-

бавлении одноименногоПРCaF = [Caкатиона2+] ∙ 2[Fможно−]2 = рассчитать0,05 ∙ (2Р′)по2 формуле

2

54

Задачи для самостоятельного решения

1.В насыщенный раствор карбоната кальция ввели карбонат

натрия до концентрации С(Na2CO3) = 0,1 моль/л. Вычислите массукарбоната кальция,находящегосяв 2,5 л такого раствора.

2.Смешали 2%-ный раствор сульфида калия (ρ = 1,02 г/мл) объе- мом100мли5%-ный раствор нитрата свинца (II) (ρ =1,02г/мл) объемом 150 мл. Выпадет ли осадок?

3.Вычислить растворимость BaSO4 в 0,01 М растворе Na2SO4

(ПРBaSO4 = 1,1ˑ10-10).

4.Произведения растворимости AgBrO3 и Ag2SO4 равны соответственно 5,7ˑ10-5 и 1,6ˑ10-5. Укажите правильное соотношение

между растворимостями этих солей (S, моль/л): а) Р(AgBrO3) <

Р(Ag2SO4); б) Р(AgBrO3) ≈ Р(Ag2SO4); в) Р(AgBrO3) >

Р(Ag2SO4). Ответ подтвердите расчетами.

5.Образуется ли осадок хлорида свинца (ПР(PbCl2) = 1,78·10-10), если к 0,2 М раствору нитрата свинца прибавить равный объем 0,3 М раствора хлорида натрия? Почему?

6.Растворимость СaCO3 при 35ºС равна 6,9ˑ10-5 моль/л. Вычислите произведение растворимости этой соли.

7.Вычислите растворимость СaCO3 в дистиллированной воде, в 0,01 М растворе Na2CO3 и в 0,01 М растворе Ca(NO3)2

(ПР(CaCO3) = 3,8·10-9).

8.Во сколько раз растворимость оксалата кальция в 0,01 М растворе оксалата аммония меньше по сравнению с растворимостью в чистой воде?

9.С помощью расчетов докажите, что при смешивании насыщенного раствора сульфата кальция с равным объемом раствора с концентрацией хлорида стронция, равной 0,00001 моль/л, осадок не образуется. Растворимость гидроксида строн-

цияSr(OH)2 равна0,524гв100млводы.Вычислитедлягидроксида стронция: а) молярную растворимость в воде (моль/л); б) произведение растворимости.

55