Хімічна рівновага в системах осад-розчин

Приклади розв 'язку задач

Приклад 1. Добуток розчинностi AgSCN дорiвнює 1,16×10^-12 (25 °С). Обчислити розчинність роданiду срiбла в г/дм³.

Розв'язок. Якщо

AgSCN Û Ag⁺ + SCN ^-,

то

[ Ag ⁺] = [ SCN ^- ] = х

Звiдки

ДP _AgscN = [ Ag ⁺] [ SCN^- ] = х ² = 1,16×10^-12

х = [ Ag ⁺] = = 1,08×10^-6 моль/ дм³.

Розчиннiсть роданiду срiбла вiдповiдає рiвноважнiй концентрацiї iонiв срiбла:

[ Ag +] ==P _AgSСN = 1,08×10^-6 моль/ дм³.

P _AgSСN = l,08×10^-6×165,95 == l,78.10^-4 г/ дм³,

де 165,96 г/моль - молярна маса AgSCN.

Приклад 2. Обчислити розчиннiсть AgBrO₃ в г/дм³ при 25 ^ОС за його добутком розчинностi, враховуючи коефiцієнти активностi (ДР(AgBrОз)=5,77×10^-5).

Розв'язок. Обчислюють спочатку розчиннiсть AgBrOз без врахування коефiцiєнтiв активностi:

P _AgBrOз = [ Ag ⁺] = [ BrO^-₃ ]-= [ Ag ⁺]² (моль/ дм³).

Для точного обчислення потрiбно знайти iонну силу розчину цiєї солi

Коефiцiєнт активностi для даної iонної сили ; (таблична вели­чина). Тодi

Молярна маса AgBrO₃дорiвнює 235,77 г/моль, отже, розчинність

P _AgBrOз = = 8,3×10^-3×235,77 = 1,96 (г/ дм³).

Якщо ж прийняти коефiцiєнт активностi рiвним одиниці, то розчиннiсть осаду дорiвнюватиме 1,79 г/ дм³. Рiзниця в 0,17 г/ дм³ має практичне значення.

Приклад 3. Порівняти розчиннiсть BaS0₄ в 0,01 м розчинi Na₂SO₄ з розчиннісю у чистій воді (ДР(BaSO₄)= 1,1×10^-10).

Розв'язок. Позначають розчиннiсть сульфату барiю через х. Ці х молей BaSO₄ дадуть по х молей Ва²⁺ i SO₄^{2 -} . Однак iони SО₄^2-утворюються також в результатi дисоцiації Na₂SО₄. Враховуючи, що кожний моль Na₂SO₄ дає один моль SO₄^2-, записують:

Тодi

Оскiльки розчиннiсть ВаS0₄ дуже мала, то величиною х в порiвняннi з 0,01 можна знехтувати, отже

В чистiй водi

,

тобто в присутностi 0,01M Na₂SO₄ розчиннiсть зменшилась в рази. Висновок: В присутностi одноiменних iонiв розчиннiсть осаду зменшується.

Приклад 4. Чи випаде осад при змiшуваннi 5 см³ 0,02 н. розчину ВаСl₂ з 5 см³
0,1 н. розчину Na₂CO₃ (ДP(BaСОз)= 5,1×10^-9).

Розв'язок. Оскiльки концентрацiя вихiдних розчинiв виражена через нор­мальнiсть, потрiбно обчислити молярнiсть розчинів.

0,02 н розчин ВаСl₂вiдповiдає 0,01 М, а 0,1 н розчин Na₂CO₃відповiдає 0,05 М.

Пiсля змiшування розчинiв

Добуток концентрацiй цих iонiв

Приклад 5 При якому спiввiдношеннi концентрацій іонiв Рb²⁺i Ва²⁺ будуть одночасно випадати осади РbСrO₄ та BaCrO₄ при дiї хромату калiю (ДР(РbСrO₄) = 1,8×10^-14, ДР(BaCrO₄) = 1,2×10^-10)?

Розв'язок.

Отже, хромати барiю i свинцю будуть одночасно випадати з розчину тодi, коли концентрацiя iонiв барiю буде в 7000 разів бiльшою вiд концентра­ції iонiв свинцю. Якщо вiдношення [ Ва^{2 +} ]:[ Рb^{2 +} ] буде бiльшим вiд знайденої величини, то, спочатку випадатиме осад хромату барiю до тих пiр, поки вказане співвiдношення стане рiвним 7000, пiсля чого почне випадати осад хромату свинцю. Якщо ж вiдношення [ Ва^{2 +} ]:[ Рb^{2 +} ] буде меншим вiд 7000, то першим почне осаджуватися хромат свинцю.

На основi правила добутку розчинностi можна також вирiшувати питання про можливiсть перетворення одного осаду в інший i про необхiдну для цього концентрацiю реактиву.

Завдання для самостійного розв'язування