31. Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков. Факторы влияющие на образование и растворение осадков.

Равновесие осадок - насыщенный раствор малорастворимых соединений характеризуется величиной, называемой произведением растворимости (ПР).

Например, в насыщенном растворе BaSO₄ устанавливается равновесие:

BaSO₄↔ Ba²⁺ + SO₄^2-

^{осадок раствор}

Применив к этому равновесию закон действующих масс, можно записать:

К = [Ba²⁺] × [SO₄^2-] или К × [BaSO₄] = [Ba²⁺] × [SO₄^2-] где К – константа

равновесия [BaSO₄].

Т.к. в насыщенном растворе концентрация молекул сульфата бария величина постоянная, то постоянно и произведение величин, стоящих в левой и правой частях уравнения:

ПР (BaSO₄) = [Ba²⁺] × [SO₄^2-]

Таким образом,

ПР – постоянная величина, равная произведению концентраций ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе.

Если при диссоциации молекулы электролита образуется несколько одинаковых ионов, то в выражении ПР их концентрации должны быть возведены в соответствующую степень. Например:

Са₃(РО₄)₂ ↔ 3Са²⁺ + 2РО₄^3- выражение ПР будет иметь вид:

ПР (Са₃(РО₄)₂) = [Са²⁺]³ × [РО₄³]²

В общем случае для малорастворимого электролита состава А_nB_m диссоциацию можно записать: А_nB_m ↔ nA^m+ + mB^n- . Выражение для ПР будет иметь вид:

ПР (А_nB_m) = [A^m+]ⁿ × [B^n-]^m

Значения ПР малорастворимых электролитов приводятся в справочных таблицах.

Исходя из значений ПР, можно вычислить растворимость (в моль/л) малорастворимых электролитов в воде, а так же определить последовательность выпадения осадков при смешивании нескольких катионов и анионов нерастворимых электролитов: в первую очередь будут выпадать осадки веществ, имеющих наименьшее значение ПР.

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.

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].