Дробное осаждение

Если в растворе присутствуют несколько веществ, способных осаждаться одним осадителем, то осадки будут выпадать последовательно, по мере достижения произведения растворимости. Зная исходные концентрации веществ и произведения растворимости можно рассчитать последовательность и полноту выделения осадков.

Пример 8. Какой осадок будет выделяться первым при приливании AgNO₃ с концентрацией 0,1 моль/л к 1 литру раствора, содержащего 0,1 моль KCl и 0,1 моль K₂CrO₄? Возможно ли раздельное выделение ионов Cl^– и CrO₄^2– в данных условиях?

Решение. Первым будет выпадать тот осадок, произведение растворимости которого будет достигнуто при меньшей концентрации Ag⁺:

AgCl ⇄ Ag⁺ + Cl^-

Ag₂CrO₄ ⇄ 2Ag⁺ + CrO₄^2-

Первым будет выпадать осадок AgCl.

Образование осадка Ag₂CrO₄ начнется тогда, когда концентрация хлорид-иона вследствие образования осадка AgCl снизится, а, следовательно, концентрация ионов Ag⁺ повысится настолько, что будет достигнута величина произведения растворимости Ag₂CrO₄. При совместном выделении осадков концентрация ионов серебра будет равна:

, откуда

В качественном химическом анализе считается, что ион полностью выделен из раствора, если его концентрация в растворе меньше 1^.10^-6 моль/л. В данном случае раздельное выделение ионов невозможно.

Вопросы и задачи для самостоятельного решения

1. Чем величина произведения растворимости отличается от константы ионизации малорастворимого соединения?

2. Опираясь на правило произведения растворимости, сформулируйте условия образования и растворения осадков.

3. Что такое солевой эффект? Приведите примеры.

4. Как влияет на растворимость осадков введение сильных электролитов, содержащих одноименные ионы с одним из ионов осадка?

5. Напишите выражение для произведения растворимости осадков:

BaSO₄, CuS, Ag₂SO₄, Ca₃(PO₄).

6. Рассчитайте растворимость CaC₂O₄ в г/л в 0,01 М растворе Na₂C₂O₄.

Ответ: 3,3 ∙ 10^–5 г/л.

7. К 1 мл 0,1 н раствора соляной кислоты прилили 1 мл 0,01 н раствора нитрата серебра. Выпадет ли при этом осадок?

Ответ: да.

8. По растворимости сульфата кальция, равной 2 г/л, вычислить произ-

ведение растворимости этого соединения. При вычислении учитывать коэффициенты активности ионов.

Ответ: 6,5 ∙ 10^–5.

9. Во сколько раз растворимость CaC₂O₄ меньше в 0,01 М растворе

(NH₄)₂C₂O₄ по сравнению с растворимостью его в чистой воде? При вычислении учитывать коэффициенты активности ионов.

Ответ: приблизительно в 108 раз

10. Во сколько раз растворимость хлорида серебра меньше в 0,03 М рас-

творе соляной кислоты по сравнению с растворимостью его в чистой воде? При вычислении учитывать коэффициенты активности ионов.

Ответ: в 2222 раза.

11. Вычислите ПР хлорида свинца, если известно, что растворимость PbCl₂

при 20 С в 100 мл воды равна 0,99 г (плотность раствора ρ = 1,007 г/см³).

Ответ: ПР = 3,4^.10^-5.

11. Вычислите растворимость BaSO₄ в 0,1 М растворе Na₂SO₄.

Ответ: S = 1,05^.10^-5.

11. Вычислите растворимость Co(OH)₂ в 1 М растворе уксусной кислоты.

Ответ: S = 0,49 М.

11. Какую концентрацию муравьиной кислоты нужно создать, чтобы в

100 мл ее растворилось 0,2137 г Fe(OH)₃?

Ответ: С = 2,1 моль/л.

11. Вычислите растворимость сульфида кадмия с учетом гидролиза аниона,

пренебрегая гидролизом катиона.

Ответ: 1,15^.10^-10.