Гетерогенные ионные равновесия.

Многие малорастворимыеэлектролиты в растворе полностью диссоциированы на ионы, и в ихнасыщенномрастворе устанавливаетсягетерогенноеравновесие:

Kat_nAn_m  n Kat^m+ + m An^n- ( ** )

(тв) (р-р) (р-р)

Константа равновесия этого процесса выражается уравнением Кс = Kat^m+ⁿAn^n-^m ( 5 )

и называется произведением растворимости. Таким образомв насыщенном растворе малорастворимого электролита произведение равновесных концентраций составляющих его ионов в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам есть величина постоянная( при данной температуре ).

Качественно оценить растворимость электролита можно по таблице растворимости(см. приложение 4 ), значения произведений растворимости приводятся в термодинамических таблицах (см. приложение 2 ). Зная величину произведения растворимости, можно вычислить концентрации ионов в насыщенном растворе, т.е. определить растворимость вещества.

ПРИМЕР 3.

Равновесие в растворе роданида серебра выражается уравнением: AgCNS(тв)Ag⁺(р-р) +CNS^-(р-р)

Произведение растворимости равно: К_AgCNS =Ag⁺CNS^-= 1.16 10^-12.

Согласно уравнения реакции Ag⁺=CNS^-= К_AgCNS = 1.08 10^-6моль/л.

Растворимость AgCNSравнаL=Ag⁺М_AgCNS= 1.08 10^-6(моль/л)* 1.66 10⁵(мг/моль) = 0,18 мг/л.

Смещение гетерогенного равновесия подчиняется принципу Ле Шателье:

при увеличении концентрации ионов в растворе ( путем добавления вещества, содержащего одноименные ионы ) равновесие (**) смещается влево, т.е. в сторону образования осадка;

при связывании ионов равновесие (**) смещается вправо, т.е. в сторону растворения осадка.

Таким образом, для раствора произвольного начального состава:

соотношение Kat^m+ⁿAn^n-^mКс являетсяусловием образования осадка;

соотношение Kat^m+ⁿAn^n-^mКс являетсяусловием растворения осадка.

ПРИМЕР 4.

При каком значении рН выпадает осадок Fe(OH)₂ из децимолярного (Сс=0.1 моль/л) раствора FeCl_2.

Равновесие между осадком Fe(OH)₂ и ионами в растворе выражается уравнением :

Fe(OH)₂ Fe²⁺+ 2 ОН^-, табличное значение произведения растворимости Кс = 1.4 10^-15.

Условие образования осадка: Fe²⁺ОН-²Кс, откудаОН^-²Кс/Fe²⁺. Т.к.FeCl₂- хорошо растворимый сильный электролит, Fe²⁺= Сс, тоОН^-( Кс/Сс )^1/2= 1.26 10^-7.Используя соотношения (2),(3) на стр.1, получаем, что осаждение возможно приН⁺10^-14/ОН^-= 7,9 10^-8, т.е. при рН7.1.

Равновесие в растворах комплексных соединений.

Комплексными ( координационными ) соединениями называются соединения, в которых превышена формальная валентность ( степень окисления ) центрального атома.

В молекулу комплексного соединения входит центральный атом( ион ) -комплексообразователь; частицы ( ионы или молекулы ), непосредственно связанные с центральным атомом ( обычно ковалентными связями по донорно-акцепторному механизму ), называютсялигандами. Центральный атом и лиганды составляютвнутреннюю сферукомплекса. Ионы, нейтрализующие заряд внутренней сферы, составляютвнешнюю сферукомплексного соединения. Число лигандов в комплексе называетсякоординационным числом. Оно всегда больше стехиометрической валентности ( степени окисления ) центрального атома. Внутренняя сфера выделяется квадратными скобками.

ПРИМЕР 5.

комплексообразователь ( центральный атом ) лиганды

внешняя сфера Na Al(OH)₄ координационное число (КЧ)

внутренняя сфера

Большинство комплексных соединений - сильные электролиты и диссоциированы в растворе полностью:NaAl(OH)₄Na⁺+Al(OH)₄^-

Комплексные ионы ( внутренняя сфера ) - слабые электролиты и диссоциируют частично:

Al(OH)₄^- Al³⁺ + 4OH^-

Константа диссоциации комплексного иона Кн = Al³⁺OH^-⁴/Al(OH)₄^- называетсяконстантой нестойкости комплекса ( см. приложение 2 ).