Курс лекций по химии для студентов i-го курса железнодорожных специальностей всех форм обучения Самара 2005 icon

Курс лекций по химии для студентов i-го курса железнодорожных специальностей всех форм обучения Самара 2005


2 чел. помогло.
Смотрите также:
Курс лекций для студентов 1 курса всех форм обучения специальностей 030504...
Курс лекций по отечественной истории для студентов заочной формы обучения...
Курс лекций для студентов специальностей 060800, 060500 всех форм обучения Бийск...
Концепция и анализ денежных потоков курс лекций для студентов экономических специальностей...
Методические указания и контрольные задания для студентов 1 курса железнодорожных специальностей...
Курс лекций предназначен для студентов всех форм обучения по специальности 092108, 092...
Курс лекций для студентов всех форм обучения Махачкала 2008...
Методические указания к лабораторной работе №76 по физике для студентов всех специальностей и...
Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения всех...
Методические указания к изучению курса «Политология» для студентов всех специальностей и всех...
Учебно-методическое пособие для студентов всех специальностей и всех форм обучения www...
Методические указания по выполнению лабораторной работы №7 для студентов 1-го курса дневной и...



Загрузка...
страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
вернуться в начало
скачать
^

Произведение растворимости




Определение


 

Поместим в химический стакан какую-либо труднорастворимую соль, например, AgCl и добавим к осадку дистиллированной воды. При этом ионы Ag+ и Cl-, испытывая притяжение со стороны окружающих диполей воды, постепенно отрываются от кристаллов и переходят в раствор. Сталкиваясь в растворе, ионы Ag+ и Cl- образуют молекулы AgCl и осаждаются на поверхности кристаллов. Таким образом, в системе происходят два взаимно противоположных процесса, что приводит к динамическому равновесию, когда в единицу времени в раствор переходит столько же ионов Ag+ и Cl-, сколько их осаждается. Накопление ионов Ag+ и Cl- в растворе прекращается, получается насыщенный раствор. Следовательно, мы будем рассматривать систему, в которой имеется осадок труднорастворимой соли в соприкосновении с насыщенным раствором этой соли. При этом происходят два взаимно противоположных процесса:

 

1)     Переход ионов из осадка в раствор. Скорость этого процесса можно считать постоянной при неизменной температуре: V1 = K1;

2)     Осаждение ионов из раствора. Скорость этого процесса V2 зависит от концентрации ионов Ag+ и Cl-. По закону действия масс:

 

V2 = k2 • [Ag+] • [Cl-]

 

Так как данная система находится в состоянии равновесия, то

 

V1 = V2

k2 = k1 • [Ag+] • [Cl-]

[Ag+] • [Cl-] = k2 / k1 = const (при T = const)

 

Таким образом, произведение концентраций ионов в насыщенном растворе труднорастворимого электролита при постоянной температуре является постоянной величиной. Эта величина называется произведением растворимости (ПР).

 

В приведенном примере ПРAgCl = [Ag+] • [Cl-]. В тех случаях, когда электролит содержит два или несколько одинаковых ионов, концентрация этих ионов, при вычислении произведения растворимости должна быть возведена в соответствующую степень.

Например, ПРAg2S = [Ag+]2 • [S2-]; ПРPbI2 = [Pb2+] • [I-]2

В общем случае выражение произведения растворимости для электролита AmBn

 

ПРAmBn = [A]m [B]n.

 

Значения произведения растворимости для разных веществ различны.

Например, ПРCaCO3 = 4,8 • 10-9; ПРAgCl = 1,56 • 10-10.

ПР легко вычислить, зная раcтворимость соединения при данной t.

 

Пример 1

Растворимость CaCO3 равна 0,0069 или 6,9 • 10-3 г/л. Найти ПРCaCO3.

 

Решение

Выразим растворимость в молях:

 

SCaCO3  = (6,9 • 10-3) / 100,09 = 6,9 • 10-5 моль/л

MCaCO3

 

Так как каждая молекула CaCO3 дает при растворении по одному иону Ca2+ и CO32-, то
[Ca2+] = [ CO32-] = 6,9 • 10-5 моль/л,
следовательно, ПРCaCO3 = [Ca2+] • [CO32-] = 6,9 • 10–5 6,9 • 10-5 = 4,8 • 10-9

Зная величину ПР, можно в свою очередь вычислить растворимость вещества в моль/л или г/л.

 

Пример 2

Произведение растворимости ПРPbSO4 = 2,2 • 10 -8 г/л.

Чему равна растворимость PbSO4?

 

Решение

Обозначим растворимость PbSO4 через X моль/л. Перейдя в раствор, X молей PbSO4 дадут X ионов Pb2+ и X ионов SO42-, т.е.:


[Pb2+] = [SO42-] = X

ПРPbSO4 = [Pb2+] = [SO42-] = X • X = X2

^ X = \ПРPbSO4 = \2,2 • 10-8 = 1,5 • 10-4 моль/л.

 

Чтобы перейти к растворимости, выраженной в г/л, найденную величину умножим на молекулярную массу, после чего получим:

 

1,5 • 10-4 • 303,2 = 4,5 • 10-2 г/л.

 
^

Образование 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.
ПРPbCl2 = 2,4 • 10-4.

 

Решение

При смешении объем раствора возрастает вдвое и концетрация 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-. Следовательно, [Pb2+] • [Cl-]2 = 1 • 10-1 • (1 • 10-1)2 = 1 • 10-3. Полученная величина превышает ПРPbCl2 (2,4 • 10-4). Поэтому часть соли PbCl2 выпадает в осадок. Из всего сказанного выше можно сделать вывод о влиянии различных факторов на образование осадков.

 
^

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 0,1 M растворов Pb(NO3)2 и NaCl. При смешивании равных объемов концентрации каждого из веществ станут 0,1 / 2 = 0,05 M или 5 • 10-2 моль/л. Ионное произведение [Pb2+] • [Cl1-]2 = 5 • 10-2 • (5 • 10-2)2 = 12,5 • 10-5. Полученная величина меньше ПРPbCl2, следовательно выпадения осадка не произойдет.

 
^

Влияние количества осадителя


 

Для возможно более полного осаждения употребляют избыток осадителя.

Например, осаждаем соль BaCO3:  BaCl2 + Na2CO3  BaCO3 + 2NaCl. После прибавления эквивалентного количества Na2CO3 в растворе остаются ионы Ba2+, концентрация которых обусловлена величиной ПР.

Повышение концентрации ионов CO32-, вызванное прибавлением избытка осадителя (Na2CO3), повлечет за собой соответственное уменьшение концентрации ионов Ba2+ в растворе, т.е. увеличит полноту осаждения этого иона.

 
^

Влияние одноименного иона


 

Растворимость труднорастворимых электролитов понижается в присутствии других сильных электролитов, имеющих одноименные ионы. Если к ненасыщенному раствору BaSO4 понемногу прибавлять раствор Na2SO4, то ионное произведение, которое было сначала меньше ПРBaSO4 (1,1 • 10-10), постепенно достигнет ПР и превысит его. Начнется выпадение осадка.

 
^

Влияние температуры


 

ПР является постоянной величиной при постоянной температуре. С увеличением температуры ПР возрастает, поэтому осаждение лучше проводить из охлажденных растворов.

 
^

Растворение осадков


 

Правило произведения растворимости важно для переведения труднорастворимых осадков в раствор. Предположим, что надо растворить осадок BaСO3. Раствор, соприкасающийся с этим осадком, насыщен относительно BaСO3.
Это означает, что [Ba2+] • [CO32-] = ПРBaCO3.

Если добавить в раствор кислоту, то ионы H+ свяжут имеющиеся в растворе ионы CO32- в молекулы непрочной угольной кислоты:

 

2H+ + CO32-  H2CO3  H2O + CO2­

 

Вследствие этого резко снизится концентрация иона CO32- , ионное произведение станет меньше величины ПРBaCO3. Раствор окажется ненасыщенным относительно BaСO3 и часть осадка BaСO3 перейдет в раствор. При добавлении достаточного количества кислоты можно весь осадок перевести в раствор. Следовательно, растворение осадка начинается тогда, когда по какой-либо причине ионное произведение малорастворимого электролита становится меньше величины ПР. Для того, чтобы растворить осадок, в раствор вводят такой электролит, ионы которого могут образовывать малодиссоциированное соединение с одним из ионов труднорастворимого электролита. Этим объясняется растворение труднорастворимых гидроксидов в кислотах

 

Fe(OH)3 + 3HCl  FeCl3 + 3H2O

 

Ионы OH- связываются в малодиссоциированные молекулы H2O.

 

Таблица. Произведение растворимости (ПР) и растворимость при 25С некоторых малорастворимых веществ

 

Формула

Растворимость

ПР

AgBr

7,94 • 10-7

6,3 • 10-13

AgCl

1,25 • 10-5

1,56 • 10-10

AgI

1,23 • 10-8

1,5 • 10-16

Ag2CrO4

1,0 • 10-4

4,05 • 10-12

BaSO4

7,94 • 10-7

6,3 • 10-13

CaCO3

6,9 • 10-5

4,8 • 10-9

PbCl2

1,02 • 10-2

1,7 • 10-5

PbSO4

1,5 • 10-4

2,2 • 10-8

 


Лекция № 10.

ИОННЫЕ РЕАКЦИИ. ГИДРОЛИЗ

^

Ионные реакции в растворе


 

Реакции ионного обмена - это реакции между ионами, образовавшимися в результате диссоциации электролитов.

 

Правила составления ионных уравнений реакций


 

1.      Нерастворимые в воде соединения (простые вещества, оксиды, некоторые кислоты, основания и соли) не диссоциируют.

2.      В реакциях используют растворы веществ, поэтому даже малорастворимые вещества находятся в растворах в виде ионов.

3.      Если малорастворимое вещество образуется в результате реакции, то при записи ионного уравнения его считают нерастворимым.

4.      Сумма электрических зарядов ионов в левой и в правой части уравнения должна быть одинаковой.

 
^

Порядок составления ионных уравнений реакции


 

1.      Записывают молекулярное уравнение реакции

 

MgCl2 + 2AgNO3  2AgCl + Mg(NO3)2

 

2.      Определяют растворимость каждого из веществ с помощью таблицы растворимости

 

p

 

p

 

H

 

p

MgCl2

+

2AgNO3



2AgCl

+

Mg(NO3)2




оставить комментарий
страница7/12
Дата12.10.2011
Размер0,91 Mb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
плохо
  1
средне
  1
отлично
  3
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх