7. Факторы, влияющие на образование и растворение осадков.

С помощью ПР решаются многие вопросы, связанные с образованием или растворением осадков.

Если [Ag⁺] ∙ [Cl^-] < ПРAgCl - ненасыщенный раствор;

[Ag⁺] ∙[Cl^-] = ПРAgCl - насыщенный раствор;

[Ag⁺] ∙ [Cl-] > ПРAgCl - перенасыщенный раствор

Осадок образуется в том случае, когда произведение концентраций ионов малорастворимого электролита превысит величину его произведения растворимости при данной температуре. Когда ионное произведение станет равным величине ПР, выпадение осадка прекращается. Зная объем и концентрацию смешиваемых растворов, можно рассчитать, будет ли выпадать осадок образующейся соли.

Пример 3: Выпадает ли осадок при смешении равных объемов 0,2 M растворов Pb(NO₃)₂ и NaCl.

Решение: Pb(NO₃)₂ + 2NaCl ↔ PbCl₂ ↓+ 2NaNO₃

Табличное значение ПР(PbCl₂) = 1,6 ∙ 10^-5

При смешении объем раствора возрастает вдвое и концентрация каждого из веществ уменьшится вдвое, т.е. станет 0,1 M или 1,0 ∙ 10^-1 моль/л. Таковы же будут концентрации Pb²⁺ и Cl^-.

Выражение произведения растворимости для данной соли имеет вид:

ПР(PbCl₂) = [Pb²⁺] ∙ [Cl^-]²

Рассчитаем величину произведения концентрации ионов [Pb²⁺] и квадрата концентрации [Cl^-] и сравним ее с табличным ПР (ПР(PbCl₂) = 1,6 ∙ 10^-5):

[Pb²⁺] ∙ [Cl^-]² = 0,1 × (0,1)² = 0,001 = 1,0 ∙ 10^-3

Полученная величина превышает ПР(PbCl₂) = 1,6 ∙ 10^-5. Поэтому часть соли PbCl₂ выпадает в осадок.

Ответ: осадок образуется.

Таким образом, условием образования осадка малорастворимого электролита является превышение произведения концентраций ионов в растворе значения его ПР:

[A^m+]ⁿ × [B^n-]^m ≥ ПР (А_nB_m)

Условием растворения осадка – превышение значения ПР произведения концентраций ионов в растворе: ПР (А_nB_m) ≥ [A^m+]ⁿ × [B^n-]^m

Из всего сказанного выше можно сделать вывод о влиянии различных факторов на образование осадков.

1) Влияние концентрации растворов.

Труднорастворимый электролит с достаточно большой величиной ПР нельзя осадить из разбавленных растворов. Например, осадок PbCl₂ не будет выпадать при смешении равных объемов 0,05 M растворов Pb(NO₃)₂ и NaCl. При смешивании равных объемов концентрации каждого из веществ станут 0,05 / 2 = 0,025 M.

Ионное произведение [Pb²⁺]×[Cl^-]² = 0,025 × (0,025)² = 0,00001563 = 1,56 ∙ 10^-5 . Полученная величина меньше ПР(PbCl₂), следовательно выпадения осадка не произойдет.

Данный фактор следует учитывать при проведении качественного и количественного анализа. Так, например, открывая присутствие ионов Na⁺ с помощью реактива K[Sb(OH)₆] следует помнить, что осадок выпадет только при достаточной концентрации ионов натрия и при действии насыщенного раствора K[Sb(OH)₆].

2) Влияние количества осадителя.

На полноту осаждения определяемых ионов оказывает влияние количество осадителя. Добавление избытка осадителя повышает в растворе концентрацию ионов, поэтому осадок выпадает быстрее и полнее (ИП≥ПР).

Однако большого избытка осадителя следует избегать, так как некоторые осадки растворяются в избытке осадителя. Например, едкие щелочи с солями алюминия образуют белый осадок гидроксида алюминия:

AlCl₃ + 3KOH = Al(OH)₃↓ + 3KCl

Вследствие амфотерного характера гидроксида алюминия осадок растворяется в разбавленных растворах кислот и избытке щелочи.