15.5. Добуток розчинності

Поганорозчинні (малорозчинні) солі, наприклад, AgCl, AgBr, AgI, BaSO₄ та інші, незначно розчиняючись у воді, утворюють насичені розчини над осадами.

У таких системах між насиченим розчином і осадом встановлюється динамічна рівновага.

Внаслідок малої концентрації розчиненого електроліту він практично повністю дисоційований на йони, а тому добуток концентрацій його іонів у насиченому розчині при певній температурі залишатиметься сталим. Наприклад, у насиченому розчині аргентуму хлориду АgCl має місце рівновага:

AgClAg⁺ + Cl^.

Відповідно до закону діючих мас, константа рівноваги (константа дисоціації АgCl) має вигляд:

.

Оскільки концентрація твердої фази не змінюється ([AgCl_(Т)] = const), її можна перенести у ліву частину рівняння до константи дисоціації:

K_Д[AgCl_(т)]. = [Ag⁺][Cl^].

За сталої температури крім концентрації твердої фази сталою є ще і константа дисоціації,.тому є сталим і їх добуток. Добуток концентрацій іонів малорозчинного електроліту, які насичують розчин над осадом (тобто над

твердою фазою) при сталій (а частіше – стандартній) температурі називають добутком розчинності електроліту (ДР).

Зокрема, добуток розчинності ДР(AgCl) = 1,73  10^10 .

У загальному випадку для електроліту Kt_nAn_m др визначають так:

ДР(Kt_nAn_m) = [Kt^m+]ⁿ [An^n]^m, (15.12)

де Kt  катіон електроліту; An  аніон електроліту; m+  заряд катіона; n 

заряд аніона; n і m  кількості катіонів і аніонів, відповідно, у молекулі

електроліту.

Це значення характеризує розчинність електроліту при сталій температурі, за умови, якщо немає сторонніх речовин у розчині. Отже, на основі значень

добутків розчинності можна прогнозувати утворення і розчинення осадів

електролітів. Розглянемо декілька типових випадків:

1. Електроліт випадає в осад, якщо добуток концентрацій його іонів у розчині (з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів) більше добутку розчинності:

С(Kt^m+)ⁿ С(An^n)^m > ДР(Kt_nAn_m).

2. Осад електроліту розчиняється, якщо добуток концентрацій його іонів у розчині (з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів) стає меншим за добуток розчинності:

С(Kt^m+)ⁿ С(An^n)^m < ДР(Kt_nAn_m).

Однак робити конкретні висновки щодо розчинності електролітів у певному середовищі можна тільки для однотипних електролітів (наприклад, Cu(OH)₂ та Ni(OH)₂ або СаСО₃ та ВаСО₃ та ін.).

Розглянемо добутки розчинності для солей AgCl, AgBr, AgI та визначимо, яка з цих солей краще розчиняється у воді:

ДР(AgCl) = 1,73  10^10;

ДР(AgBr) = 5  10^13;

ДР(AgІ) = 8,1  10^17.

Отже, з цих даних видно, що найкраще у воді розчиняється арґентуму хлорид AgCl.

Знаючи добуток розчинності, можна знайти концентрації іонів у насиченому розчині електроліту. Наприклад:

ДР(AgCl) = [Ag⁺][Cl^] = 1,73  10^10.

Тоді [Ag⁺] = [Cl^] = 1,315  10^5 моль/л.