Навигация
Нет ссылок
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Произведение растворимости
РАСТВОРЫ

4.8 Растворимость. Произведение растворимости

Растворение труднорастворимого электролита (ТРЭ) в заданном количестве растворителя происходит до состояния насыщения. В насыщенном растворе электролит  находится в динамическом равновесии с твердой фазой. Растворимость электролита определяет концентрацию ионов в насыщенном растворе электролита, а значит его электропроводность. Чем меньше растворимость ТРЭ, тем он слабее.

 При растворении электролита, например, соли, в раствор переходят не молекулы, а ионы. В этом случае в насыщенном растворе равновесие устанавливается между ионами соли в кристаллической фазе и ионами, перешедшими в раствор:                                       СаСО3 кр Ca2+р-р + СО32-р-р.

Константа равновесия этого процесса:

Крав. = [Ca2+] [СО32-]

           [СаСО3кр]

[СаСО3кр] является величиной постоянной,  поэтому  произведение двух констант можно обозначить как ПР.

 ПР  =  Крав.[СаСО3кр]  =  [Ca2+]нас [СО32-]нас   =  Р2

      Р (моль/л) -  растворимость, численно равная молярной концентрации насыщенного раствора электролита,            Р = См(нас); ПР - произведение растворимости труднорастворимого электролита (ТРЭ). ПР рассчитывается как произведение молярных концентраций ионов (ПК) ТРЭ в насыщенном растворе в степенях равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении диссоциации. ПР является  величиной постоянной при данной температуре. Значения  ПР для всех известных ТРЭ помещены в справочник.

      Рассмотрим насыщенный раствор ТРЭ типа А2В3  Обозначим  концентрацию насыщенного раствора электролита через Р (моль/л).  Поскольку вещество малорастворимое, то степень диссоциации αдис можно принять равной 1 (100%). Тогда, используя уравнение реакции, можно записать: 

                               начальное состояние раствора                 Р              0                  0

А2В3   =   +3    +   2-

      равновесное состояние насыщенного раствора               0                               

 Выражение для произведения растворимости имеет вид: ПР =а+]2 в-]3 = [2Р]2 [3Р]3 = 108 Р5.

Значения  ПР используются в общей химии, аналитической химии, гидрохимии, химии океана, экологии и др., т. к.  позволяют количественно оценить:

- условия образования и растворения осадков;

- рассчитать растворимость труднорастворимого электролита;

- рассчитать  молярную концентрацию ионов электролита в насыщенном растворе.

     Условием образования осадка является превышение произведения концентраций ионов (ПК) малорастворимого электролита над его произведением растворимости, т.е.     ПК > ПР.

     При увеличении концентрации одного из ионов ТРЭ в его насыщенном растворе (например, путем введения хорошо растворимого электролита, содержащего тот же ион) произведение концентраций ионов электролита (ПК) становится больше ПР. При этом равновесие между твердой фазой и раствором смещается в сторону образования осадка. Например, если в насыщенный раствор AgCI добавить сильный электролит KCI, то появление в растворе одноименного иона (CI-) приводит к смещению равновесия в сторону образования осадка (←). Когда установится новое равновесие, то произведение концентраций (ПК) ионов электролита вновь становится равным ПР, но при этом в растворе появится осадок. В состоянии нового равновесия концентрация ионов Ag+ будет меньше, а концентрация ионов CI-  больш е, чем было до добавления KCI.  

                           AgCI↓   <=>   Ag+ + CI-      +           КCI <=>   K+ + CI-.

По принципу Ле Шаталье, если   [CI-] ↑,  то смещение равновесие произойдет в сторону образования осадка <----.

Напротив, если в насыщенном растворе электролита уменьшить концентрацию одного из ионов (например, связав его каким-либо другим ионом), произведение концентраций ионов будет меньше значения ПР, раствор станет ненасыщенным, и равновесие между раствором  и осадком сместится в сторону растворения осадка (→).

.                                                       Сu(OH)2   <=>   Cu+2   + 2OH-     +      HCI <=>  H+ + CI-

          При добавлении HCI происходит реакция H+  + OH-   <=>   H2O , при этом [OH-] ↓, смещение равновесия происходит в сторону продуктов диссоциации основания   -------à .

Условием растворения осадка малорастворимого электролита является недонасыщение раствора, когда произведение концентраций его ионов меньше значения ПР,   т.е. ПК < ПР.