Тема11.Растворимость веществ.

Произведение растворимости.

Теоретические основы.

Растворимостью (S) называется способность вещества образовывать растворы с другими веществами. Количественно растворимость характеризуется концентрацией вещества в насыщенном растворе.

В насыщенном растворе сильного малорастворимого электролита устанавливается равновесие между осадком (твердой фазой) электролита и ионами электролита в растворе, например,

BaSO₄ < = > Bа²⁺ + SO₄^2-

в осадке в растворе

Поскольку электролит малорастворим, то ионная сила его насыщенного раствора близка к нулю, а коэффициенты активности мало отличаются от единицы, то константа равновесия процесса диссоциации выразится уравнением:

Числитель этой дроби, представляющий произведение концентрации катионов и анионов, есть величина постоянная и называется произведением растворимости (ПР). Таким образом, произведение растворимости насыщенного раствора BaSO₄ может быть записано в следующей форме:

ПР _BaSO=[Ba²⁺][SO₄^2-]

Пусть растворимость BaSO₄, равна S моль/л. Тогда концентрации ионов [Ba²⁺] и [SO₄^2-] также составит S моль/л. Поэтому можно записать: ПР _BaSO= S · S = S²

и растворимость равна S =.

Если молекула электролита при диссоциации образует два или несколько одинаковых ионов, то в выражении для ПР концентрации этих ионов должны быть возведены в соответствующие степени, например:

Cr(OH)₃ < => Cr³⁺ + 3OH^-

S (моль) S 3S

ПР= [Cr³⁺][OH^-]³ = S · (3S)³ = 27 S⁴

S =

Осадок из раствора выпадает тогда, когда произведение концентраций соответствующих малорастворимому соединению превышает значение ПР.

Пример: Образуется ли осадок Ag₂SO₄ (ПР=2·10 ^–5), если слить равные объемы нитрата серебра (С=0,2 моль/л) и сульфата натрия ( С=0,1 моль/л)?

1. Уравнение диссоциации Ag₂SO₄:

Ag₂SO₄ 2 Ag⁺ + SO₄^2–

2. ПР_AgNO= [Ag⁺]²[SO₄]^2-

3. До сливания [AgNO₃] = [Ag⁺] = [NO₃^-] = 0,2 моль/л

[Na₂SO₄] = 1/2 [Na⁺] = [SO₄]^2- = 0,1 моль/л

4. После сливания происходит разбавление в 2 раза:

[Ag⁺] = 0,1 моль/л , [SO₄]^2- = 0,05 моль/л

5. Произведение концентраций ионов, из которых может образоваться осадок AgSO₄:

[Ag⁺]²[SO₄]^2- = (0,1)²· 0,05 = 5· 10^-4> ПР,

т.е. осадок осадок AgSO₄ выпадает.

Задачи 41-48

Исходя из значений ПР, вычислить растворимость соединения:

41. Fe(OH)₂ ПР= 1· 10 ^-5

42. Fe(OH)₃ ПР= 3,8· 10 ^–38

43. Ag₂CrО₄ ПР= 4· 10 ^–12

44. СаСО₃ ПР= 5· 10 ^–9

45. Ag₂SO₄ ПР= 2· 10 ^–5

46. Са₃(РО₄)₂ ПР= 1· 10 ^–29

47. РвВг₂ ПР= 9,1· 10 ^–6

48. MgNH₄PO₄ ПР= 2,5· 10 ^–13

Задачи 49 - 54

По известным значениям растворимости соединений, найти ПР.

49. Mg(ОН)₂ ; S = 1,7· 10 ^–4 моль/л

50. ВаSO₄ ; S = 1,1· 10 ^–10 моль/л

51. СаСО₃ ; S = 6,9 · 10 ^–5 моль/л

52. РвВг₂ ; S = 1,32· 10 ^–2 моль/л

53. Ag₂Cr₂О₇ ; S = 3,684· 10 ^–3 моль/л

54. Fe(OH)₃ S = 1,937· 10 ^–10 моль/л

Задачи 55 - 60

Образуется ли осадок нерастворимого соединения, если смешать равные объемы двух веществ с заданными концентрациями?

55. 0,01 М раствор СаС1₂ и 0,02 М раствор Nа₂SО₄ (ПР _СaSO= 1,3·10^–4).

56. 0,01 М раствор AgNO₃ и 0,001 М раствор Н₂SО₄ (ПР_AgCl =1,8·10^–10).

57. 0,0001 М раствор СаС1₂ и 0,0001 М раствор Н₃РО₄ (ПР _Сa(РО)= 1·10^–29).

58. 0,02 М раствор Pb(NO₃)₂ и 0,02 М раствор KBr (ПР_PbBr=9,1·10^–6).

59. 0,01 М раствор FeSО₄ и 0,004 М раствор NaОH (ПР_Fe(OH) =1·10^–5).

60. 0,0001 М раствор AgNO₃ и 0,001 М раствор Nа₂CrО₄ (ПР_AgCrO =4·10^–12).