Растворимость малорастворимых солей
Исследование растворимости малорастворимых солей на конкретных практических примерах. Описание опытов и специфических уравнений реакций, порядок достижения гетерогенного равновесия. Диссоциация фторида кальция. Определение условий выпадения осадка.
| Рубрика | Химия |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.04.2011 |
| Размер файла | 21,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
10
Размещено на http://www.allbest.ru/
Растворимость малорастворимых солей
Поместим в воду хлорид серебра в количестве, большем, чем это необходимо для получения насыщенного раствора. Тогда между осадком и ионами в насыщенном растворе установится гетерогенное равновесие.
AgCl(TB) = Ag+(водн) + Сl-(водн)
В выражение К для гетерогенного равновесия твердые вещества не включаются. Тогда
К =CAg+ * СС1- = ПРAgCl
Константа равновесия такого типа называется произведением растворимости ПР или константой растворимости KS. Как любая константа равновесия величина ПР зависит от температуры и не зависит от концентрации. Итак,
Если вместо хлорида серебра взять другую малорастворимую соль - иодид свинца РbI2, установится равновесие:
РbI2 = Pb2+ + 2I-
Значит, ПРPbl2 = Cpb2+ * C2I -.
Произведения растворимости малорастворимых веществ приводятся в таблицах. Надо иметь в виду, что в разных источниках значения ПР могут значительно различаться.
Пример 1.
Насыщенный раствор CaF2 при 25 °С содержит 0,00168 г. соли в 100 см3 раствора. Рассчитать ПРСaF2.
Решение. Найдем молярную концентрацию насыщенного раствора фторида кальция. Молярная масса М (CaF2) = 78 г./моль.
CM = (0,00168 * 1000)/(78 * 100) = 2,15 * 10-4 моль/дм3
Фторид кальция диссоциирует по схеме:
CaF2 = Са+ + 2F-
1 моль соли дает 1 моль ионов Са2+ и 2 моль фторид-ионов. Значит, CСа2+ = 2,15 * 10-4 моль/дм3, а CF- = 4,30 * 10-4 моль/дм3. Тогда
ПРСаF2 = 2,15 * 10-4 * (4,30 * 10-4)2 = 3,97 * 10-11.
Пример 2.
После выпаривания воды из 15,0 г раствора ортофосфата серебра Ag3PO4 получено 0,0001 г. безводной соли. Определите ПP(Ag3PO4).
Решение. На первых порах лучше начинать с уравнения диссоциации соли:
Ag3PO4 = 3Ag+ + PO3-4
Теперь можно записать выражение для произведения растворимости:
ПР(Ag3PO4) = [Ag+]3[PO3-4]
Для вычисления ПР нужны молярные концентрации ионов. Найдем молярность исходного раствора. Вам понятно, что для малорастворимых веществ плотность их растворов спокойно может быть принята равной 1 г/ мл? Молярная масса Ag3PO4 равна 419 г. / моль и молярность раствора C (Ag3PO4)= 0,0001/(0,015* 419) = 1,6* 10-6М. Отсюда [Ag +] = 3 1,6 *10-5 = 4,8* 10-8 М, [РО3-4] = 1,6 * 10-5 М. Теперь находим произведение растворимости:
ПР(Ag3PO4) = [Ag+]3[PO3-4] = (4,8 * 10-6)3 * (1,6* 10 -5) = 1,8 * 10 -18
Ответ. ПP(Ag3PO4)=l, 8 10-18.
Пример 3.
Растворимость Ag3PO4 (Мч=418,58) в воде при 20 °С равна 0,0065 г./л. Рассчитайте значение произведения растворимости.
Решение. Растворимость Ag3PO4 равна
моль/л
При диссоциации 1 моль Ag3PO4 образуется 3 моль ионов Ag+ и 1 моль ионов , поэтому концентрация иона равна растворимости Ag3PO4, а концентрация иона Ag+ в 3 раза больше, т, е.
C= 1,6 *10-5 моль/л; CAg+=3*1,6*10-5 моль/л.
Произведение растворимости Ag3PO4 равно
ПР== (4,8* 10-5)3 1,6* 10-5= 110,6* 10-15* 1,6* 10-5= 1,77* 10-18
Исходя из величины произведения растворимости, можно рассчитать растворимость любого вещества. (Способы решения задач могут быть различны).
Пример 4.
Рассчитать растворимость BaSO4 и концентрации ионов [Ва2+] и [SO42-] в насыщенного растворе сульфата бария.
Решение.
Значение K S(BaSO4) = 1,1 * 10 -10. Растворимость BaSO4 обозначим за S моль/л. Очевидно, что для электролита распадающегося на два иона (бинарного электролита):
[Ва2+ ] = [SO2-4] = S, S= v Ks(BaSO4)=1 * 10-5
Ответ: [Ва2+] = [SO42-] = S =1?10 -5 моль/л.
Пример 5.
Вычислить массу ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе.
KS(BaF2) при 180 С равно 1,7 * 10 -6. Рассчитайте массу ионов Ва2 + и F- в 700 мл насыщенного раствора BaF2 при этой температуре.
Решение.
BaF2 диссоциирует по уравнению: BaF2 = Ba 2+ + 2F-
Произведение растворимости соли Ks(BaF2)= [Ba2+]*[F-]2.
При диссоциации BaF2 ионов F-получается в 2 раза больше, чем ионов Ва2 +.
Следовательно, СF - =2CВа2+. Выразим концентрацию ионов F - через концентрацию ионов Ва 2+, тогда Ks(BaF2) = СВа2+ * (2CВа2+)2= 4 (СВа2+)3 = 1,7* 10-6.
______
Концентрация ионов Ва2 + равна: СВа2+ = 3v1,7•10-6 /4 = 0,75 * 10-2 моль/л.
Концентрация ионов F - равна: СF-=2* 0,75*10-2= 1,50 * 10-2 моль/л
Масса ионов Ва2 +: m(Ва2 +) = С (Ва2 +)*M(Ва2 +)*Vр-ра = 0,75 * 10-2 *137*0,7 = 71,925*10-2г = 719,25 мг.
Масса ионов F- : m (F-) = C (F-) *M (F-)*Vр-ра = 1,50 * 10-2 *19*0,7 = 19,95*10-2г = 199,5 мг.
Пример 6.
Произведение растворимости хлорида свинца при 25 °С равно 1,6*10-5. Определите концентрацию насыщенного раствора РЬС12 при этой температуре.
Решение.
Запишем уравнение диссоциации и выражение произведения растворимости хлорида свинца:
РЬС12 = РЬ2+ + 2СГ ПР (РьCl) = [РЬ2+]* [Сl-]2
Обозначим искомую молярность насыщенного раствора РЬС12 через s. Тогда [РЬ2+] = s и [Сl-] = 2s. Далее: ПР(РЬС1т)= [РЬ2+]*[С1-]2 = s(2s)2. Получаем уравнение: 4s3 = 1,6 * 10-5. Находим s = 1,6*10-2.
Ответ. С(РЬС1т)=1,6 *10-2М.
Пример 7.
Произведение растворимости хлорида свинца при 25 °С равно 1,6 * 10-5. Определите, как изменится растворимость РЬС12 в 1 М растворе НС1 по сравнению с чистой водой. Диссоциацию НС1 считать полной.
Решение.
Как найти растворимость РЬС12 в чистой воде, показано в предыдущем примере. В растворе НС1 нарушается стехиометрия концентраций ионов РЬ2+ и Сl-, соляной кислоты. Обозначим, как и раньше, искомую молярность РЬС12 через s. Тогда концентрации ионов, перешедших в раствор в результате растворения РЬС12, будут равны С (Рь-) = s и С(СГ) = 2s. Учитывая концентрацию хлорид-ионов в растворе НС1, получаем уравнение:
ПР(РЬС1т)= [РЬ2+]*[С1-]2 1,6 *10-5 = s (1 + 2s)2
Можно решить это кубическое уравнение, но, как следует из решения примера 2, в чистой воде растворимость РЬС12 всего 1,6 *10-2, а в растворе НС1 она еще меньше, потому концентрацией хлорид-ионов, перешедших в раствор в результате растворения РЬС12 (< 3,2*10-2), можно спокойно пренебречь по сравнению с их концентрацией в растворе НС1 (1,0). Тогда 1,6 *10-5 = s (1 + 0) 2. Откуда s = 1,6*10 -5. Таким образом, растворимость РЬС12 в 1 М растворе НС1 по сравнению с чистой водой уменьшается в 1,6*10-2/1,6*10-5= 103раз.
Решите эту задачу для случая С(HCl) = 0,1 М и убедитесь, что и при такой концентрации НС1 величиной 2s можно спокойно пренебречь по сравнению с 0,1.
Ответ. В1М растворе НС1 растворимость РЬС12 уменьшается в тысячу раз.
Пример 8.
Чему равна растворимость в воде иодида свинца в моль/дм3 и г/дм3 при 25° С?
Решение.
Находим по таблице величину ПРРbI2 = 8,1 * 10-9. Обозначим растворимость РbI2 в моль/дм3 через s. Тогда
РbI2 = РЬ2+ + 2I-
s s 2s
ПРрbI2 = CРЬ2+ * C 2I- = s (2s)2 = 4s3 = 8,1 * 10-9
s =3= 1,27 * 10-3 моль/дм3
Умножив полученную величину на молярную массу соли, получим растворимость в г/дм3.
461 * 1,27 * 10-3 = 0,585 г./дм3
Рассмотрим другой случай: зная, что степень диссоциации слабого электролита уменьшается при введении в раствор сильного электролита с одноименным ионом можно предположить, что и растворимость малорастворимых веществ также уменьшается в присутствии избытка одноименных ионов. В примере 4 мы нашли, что растворимость иодида свинца в воде равна 1,27 * 10-3 моль/дм3. Рассчитаем величину растворимости этой же соли в присутствии 0,1 моль/дм3 иодида калия.
ПРРbI2 = CРЬ2+ * CI- 2 = s * (0,1)2 = 8,1 * 10-9 отсюда выражая s получим:
s = 8,1 * 10-7 моль/дм3
При проведении реакций, в результате которых получаются малорастворимые вещества, важно уметь предсказывать, образуется ли осадок при данных концентрациях взятых веществ. Для такого предсказания пользуются следующим правилом:
Пример 9.
Смешаны 20 см3 раствора нитрата серебра с концентрацией 2 * 10-3 моль/дм3 и 30 см3 раствора хромата калия с концентрацией 1 * 10-4 моль/дм3. Выпадет ли осадок?
Решение.
Уравнение реакции: 2AgNO3 + K2CrO4 = Ag2Cr04 + 2KNO3
Рассчитаем концентрации ионов Ag+ и CrO2-4 после сливания растворов, учитывая, что объем полученного раствора 50 см3.
C Ag+ = (2 * 10-3 * 20)/50 = 0,8 * 10-3 моль/дм3
C CrO42- = (1 * 10-4 * 30)/50 = 0,6 * 10-4 моль/дм3
C2Ag+ * C CrO42- = (0,8 * 10-3)2 * 0,6 * lO-4 = 0,384 * 10-10
Величина ПРAg2 CrO4= 1,1 * 10-12
Итак, произведение реальных концентраций больше величины ПР, следовательно, хромат серебра будет выпадать в осадок.
Пример 10.
Определить выпадет ли осадок при смешивании равных объёмов 0,01 М растворов хлорида бария и сульфата натрия.
Решение.
Напишем уравнение реакции: BaCL2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCL
После смешения равных объемов хлорида бария и сульфата натрия их концентрации уменьшились в 2 раза и составили: С(ВаС12)=0,005 моль/л:
C(Na2SO4)=0,005 моль/л. Соответственно, концентрации интересующих нас
ионов Ва2+ и SO42 - так же оказались равными 5 * 10-3 моль/л.
Найдем произведение концентраций этих ионов: [Ba2+] [SO42-] = (5 * 10-3)2 = 2,5 *10-5.
Найденное произведение концентраций ионов превышает значение Ks(BaSO4) = 1,1 * 10-10 следовательно, осадок образуется.
Пример 11.
Слиты вместе 0,5 л 0,01 М раствора СаС12 и 0,5 л 0,02 М раствора NaF. Выпадет ли при этом осадок CaF2?
Решение.
Выпадение осадка будет происходить в том случае, если значение произведения концентраций ионов Са2+ и F-, находящихся в растворе, будет больше, чем ПP(CaF2). Найдем это значение. Прежде всего обратите внимание на то, что при сливании растворов все концентрации изменились. Так как объемы сливаемых растворов равны, концентрации солей уменьшились в два раза.
В общем растворе концентрация С (CaCl2)= 5 * 10-3 М, С (NaF) = 1*10-2 М.
Концентрации ионов Са2+ и F- в общем растворе до начала осаждения равны концентрациям солей: С(Са2+) = 5*10-3 моль/л, С (F -) = 1*10-2 моль/л.
Найдем произведение концентраций ионов Са2+ и F- в растворе, полученном после сливания исходных растворов:
Пс(СaCl2)= С(Сa2+) * С 2(F -)= 5*10 -3*(1*10-2)2 = 5*10-7.
В таблице находим ПР(CaCl2)= [Ca2+]*[F-]2 = 4*10-11.
Произведение концентраций ионов в растворе на 4 порядка больше, чем ПР(СаF2), и осадок фторида кальция будет из него выпадать.
растворимость соль осадок диссоциация
Пример 12.
Определение условий выпадения осадка.
Произведение растворимости MgS (KS) при 25 °С равно 2,0* 10 -15. Образуется ли oсадок MgS при смешении равных объемов 0,002 моль/л Mg(NO3)2 и 0,0003 моль/л Na2S?
Решение.
При смешении равных объемов растворов объем смеси стал в 2 раза больше каждого из взятых растворов, а концентрация каждого из растворенных веществ уменьшилась вдвое,
т.е. C (Mg(NO3)2) = 0,001 моль/л.; C(Na2S) =0,00015 моль/л.
Концентрации ионов Mg2+ и S2 - после смешения соответственно равны:
С(Mg2+) = 1* 10 -3 моль/л; C(S2-)= 1,5* 10-4 моль/л.
Произведение концентраций ионов Mg2+ и S2-:
Пс = С(Mg2+) C(S2-)= 10-з *1,5*10-4= 1,5*10-7
Пс = 1,5*10-7 >больше KS. Следовательно, осадок MgS образуется.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Равновесие в насыщенных растворах малорастворимых соединений. Расчет растворимости осадков с учетом одновременного влияния различных факторов. Влияние комплексообразования на растворимость солей и определение ее зависимость от ионной силы раствора.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 10.11.2014Расчетные методы определения рН. Примеры уравнений реакций гидролиза солей. Понятие и формулы расчета константы и степени гидролиза. Cмещение равновесия (вправо, влево) гидролиза. Диссоциация малорастворимых веществ и константа равновесия этого процесса.
лекция [21,7 K], добавлен 22.04.2013Применение неводных растворителей в лабораторно-заводской практике. Понятие растворимости, определение численных характеристик. Растворимость твердых веществ и газов в жидкости. Взаимная растворимость жидкостей. Требования, предъявляемые к растворителям.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.11.2014Определение и классификация солей, уравнения реакций их получения. Основные химические свойства солей, четыре варианта гидролиза. Качественные реакции на катионы и анионы. Сущность процесса диссоциации. Устойчивость некоторых солей к нагреванию.
реферат [12,9 K], добавлен 25.02.2009Характеристика гидролиза солей. Виды реакций нейтрализации между слабыми и сильными кислотами и основаниями. Почвенный гидролиз солей и его значение в сельском хозяйстве. Буферная способность почвы: обмен катионов и анионов в процессе минерализации.
контрольная работа [56,1 K], добавлен 22.07.2009Знакомство с законом Авогадро, сущность периодической системы элементов, энергетика химических реакций. Влияние различных факторов на растворимость. Понятие степени электролитической диссоциации. Гидролиз солей, амфотерность оксида и гидроксида алюминия.
шпаргалка [603,3 K], добавлен 26.07.2012Растворимость. Методы для определения растворимости были рассмотрены Циммерманом. Экспериментальные методы, прямой метод растворимости, метод конкурирующей растворимости, ионный обмен, катионный обмен. Сатуратор Бренстеда - Дэписа.
реферат [38,6 K], добавлен 04.01.2004Графическое изображение формул солей. Названия, классификация солей. Кислые, средние, основные, двойные, комплексные соли. Получение солей. Реакции: нейтрализации, кислот с основными оксидами, оснований с кислотными оксидами, основных и кислотных оксидов
реферат [69,9 K], добавлен 27.11.2005Электролитическая диссоциация в растворах. Сильные и слабые электролиты. Условия протекания ионных реакций. Кислоты и основания Брёнстеда-Лоури. Ионное произведение воды. Кислотно-основные равновесия. Кислоты и основания Льюиса. Гидролиз солей по аниону.
лекция [941,2 K], добавлен 18.10.2013Понятие и структура химической системы, классификация и разновидности растворов. Электролиты и электролитическая диссоциация. Гидролиз солей. Химические реакции и их признаки, стехиометрия. Скорость химический реакций, и факторы, влияющие на нее.
контрольная работа [161,5 K], добавлен 17.01.2011
