Министерство образования Российской Федерации

Владимирский Государственный Университет

Кафедра Химии

Лабораторная работа по общей и неорганической химии №12

«Произведение растворимости»

Выполнил:

Студент группы Х-111

Гынку В. А.

Проверил:

Проф. Орлин Н.А.

Владимир 2011

Основные понятия:

Произведением растворимости (ПР) называют произведение концентрации ионов труднорастворимого электролита в насыщенном растворе.

Если труднорастворимый электролит диссоциирует с образованием нескольких одинаковых ионов, то при вычислении ПР этого электролита концентрации ионов должны быть возведены в степени, равные числу одинаковых ионов в уравнении диссоциации, например:

Pb3(PO4)2 = 3Pb²⁺ + 2PO4^3-

ПР _(Pb3(PO4)2) = [Pb²⁺]³[ PO4^3-]²

Для большинства труднорастворимых электролитов значения их ПР определены и содержатся в соответствующих справочниках. Эти значения ПР используются для решения задач, в частности для определения растворимости и концентрации ионов труднорастворимого соединения в его насыщенном растворе, а также для определения возможности образования осадка труднорастворимого электролита при заданных концентрациях исходных веществ. В этом случае необходимо рассчитать произведение концентрации ионов (ПК) и сравнить его с ПР.

Если ПК ионов в растворе меньше его ПР, то осадок не образуется:

ПК < ПР ( осадок не образуется)

Такой раствор является еще не насыщенным. Если ПК ионов превышает ПР, раствор становится насыщенным, а затем и пересыщенным и это ведет к выпадению осадка:

ПК > ПР ( осадок образуется)

Ненасыщенный раствор каких-либо электролитов, например AgCl, можно сделать насыщенным, если к нему прибавлять электролит с одноименным ионом.

Так, если к ненасыщенному раствору AgCl, у которого ПК < ПР_AgCl ( 1,5*10^-10), прибавлять понемногу KCl или HCl, то произведение [Ag⁺][Cl^-] постепенно достигает величины ПР, раствор из ненасыщенного становится насыщенным и из раствора выпадает осадок AgCl.

Для растворения осадка нужно, наоборот, уменьшить концентрацию хотя бы одного из ионов в насыщенном растворе, чтобы ПК ионов стало меньше величины ПР.

Этого достигают, как правило, связыванием одного из ионов осадка, находящегося в растворе, с ионом добавляемого реагента в слабодиссоциирующее или летучее соединение.

Растворение труднорастворимого электролита может происходить в случаях образования:

1. растворимого слабодиссоциирующего соединения;

2. комплексного соединения;

3. газообразного вещества;

или в случае ОВР, приводящей к изменению степени окисления ионов труднорастворимого электролита.

Опыт №1.Условия выпадения осадка.

В две пробирки внесли по 3 капли раствора сульфата марганца (II). Затем в одну пробирку добавили 3 капли сероводородной воды, а в другую – столько же раствора сульфида аммония.

Если произведение концентрации ионов превышает произведение растворимости, раствор становится насыщенным, а затем и перенасыщенным и это ведет к выпадению осадка. Сульфат аммония в отличии от сероводородной воды диссоциирует полностью, при этом повышается концентрация ионов серы в растворе (ПК>ПР-выпадает осадок).

Вывод: Осадок выпадает в том случае, когда достигается необходимая концентрация ионов обоих веществ.

Опыт №2.Влияние одноименных ионов на выпадение осадка.

В две пробирки налили по 7-8 капель насыщенного раствора хлората калия. В одну пробирку добавили 4 капли насыщенного раствора хлорида калия, в другую столько же хлорида натрия.

В случае, когда мы добавили KCl мы наблюдали образование на стенках пробирки кристалликов калия.

При этом растворимость хлорида калия уменьшиться, т.к. выпадает осадок.

Вывод: В следствии добавления в раствор одноименных ионов, мы повышаем ПК, что способствует выпадению осадка.

Опыт № 3. Последовательность выпадения осадков малорастворимых солей.

В одной пробирке мы получили осадок PbSO₄, путем взаимодействия 3-х капель раствора Na₂SO₄ с 3-мя каплями раствора Pb(NO₃)₂. В другой пробирке получили осадок PbCrO₄, смешивая 3 капли K₂CrO₄ с 3-мя каплями раствора Pb(NO₃)₂. В третью пробирку налили по 3 капли Na₂SO₄ и K₂CrO₄, а потом прилили Pb(NO₃)₂ и по цвету выпавшего осадка мы определили вещество.

Реакции, проводимые в данном опыте:

Как видно из 3-ей реакции выпал осадок PbCrO₄ желтого цвета. Это произошло из-за того, что ПР PbCrO₄ < ПР PbSO₄. Но если мы продолжим добавление в этот раствор Pb(NO₃)₂, то вскоре закончатся ионы CrO₄^2- и выпадать в осадок будет уже PbSO₄.

Вывод: в реакциях идущих с выпадением осадка первым будет выпадать тот, у которого ПР меньше.

Опыт №4. Условие растворения осадков в результате химического воздействия

В двух пробирках был получен гидроксид магния, осадок белого цвета, путем взаимодействия 2 капель сульфата магния с 2 каплями гидроксида натрия.

В первую пробирку добавлена 1 капля HCl. Осадок растворился.

Во вторую пробирку добавлены 2 капли NH₄Cl. Осадок растворился.

Условие растворения осадка по принципу ПР заключается в следующем: осадок растворяется при ПК < ПР.

Вывод: Осадок в первой пробирке растворяется быстрее, так как в этом случае образуется вода – вещество, которое диссоциирует слабее, чем гидроксид аммония, в результате чего в первой реакции химическое равновесие более, чем во второй, смещается в сторону продуктов реакции, что и объясняет ее более быстрое протекание.

Опыт № 5. Влияние величины ПР электролита на его способность к химическому взаимодействию.

В первую пробирку мы налили 2 капли раствора FeSO₄, а в другую 2 капли CuSO₄, затем в каждую прилили по 3 капли (NH₄)₂S. Выпали осадки. К осадкам мы прилили по 6-7 капель HCl 2н. В результате этого растворился осадок CuS, а осадок FeS не растворился.

Реакции:

Это произошло из-за того, что ПР CuS < ПР FeS

Вывод: Из-за того, что для растворения ионов меди требутся небольшое число анионов хлора. Она растворяется при нормальных условиях.

Опыт №6. Получение одних малорастворимых соединений из других

В пробирку были добавлены раствор нитрата свинца (II) и раствор сульфата натрия. Получен белый осадок сульфата свинца (II).

К полученному осадку добавлен раствор сульфида аммония. Образовался черный осадок сульфида свинца.

Один осадок заменил собой другой так как ПР_PbS = 6,8 * 10^-29 меньше чем ПР_PbSO4 = 2,2 * 10^-8

Вывод: Если одно ПР> ПР другого, то при реакции замещения выпадает тот, у которого ПР меньше.