Растворимость малорастворимого сильного электролита презентация

Растворимость –концентрация вещества в его насыщенном растворе.
Молярная растворимость S – число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л насыщенного раствора (моль/л)
Массовая растворимость Cm – масса растворенного вещества, содержащаяся в 1 л насыщенного раствора (г/л)

S < 1·10–4 малорастворимые электролиты
S < 1·10–2 среднерастворимые электролиты
S > 1·10–2 хорошо растворимые электролиты

ПРK(AmBn) = [A]m·[B]n = (mS)m·(nS)n = mmnnSm+n
ПРK(AmBn) = mmnnSm+n

Малорастворимый электролит AmBn в воде:
I < 10−4 ≈ 0, f = 1
Тогда:

Малорастворимый электролит AmBn в растворе сильного индифферентного электролита CH :
Например Ag2CrO4 + KNO3
I > 10−4 f ≠ 1,
Тогда

Солевой эффект проявляется в увеличении растворимости малорастворимого сильного электролита с увеличением ионной силы раствора
(разные сильные электролиты, прилитые в одинаковом количестве, дают разный солевой эффект)

Задача: Какая соль более растворима в воде: фосфат цинка или цианид цинка, и во сколько раз?
Решение: Zn3(PO4)2 Zn(CN)2
m=3 m=1
n=2 n= 2
ПР = 9,1·10–33 ПР = 2,6·10–13

Задача: Вычислить растворимость Ag2CrO4 в чистой воде, в 0,01 М растворе NaNO3 и 0,01 М растворе Na3PO4.
Решение:
В чистой воде I ≈ 0, f = 1

Ag2CrO4
m=2
n=1
ПР=1,1·10–12

в растворе 0,01 М NaNO3 I = 0,01 моль/л
f(Ag) = 0,898 f(CrO4) = 0,660

в растворе 0,01 М Na3PO4
Na3PO4 → 3Na+ + PO3–
0,01 0,03 0,01
I = ½(0,03 · 12 + 0,01 · 32) = 0,045 ≈ 0,05 (M)
f(Ag) = 0,80 f(CrO4) = 0,445

Растворимость Ag2CrO4
в чистой воде 6,50 ·10–5
в 0,01 М NaNO3 8,02 ·10–5 (1,23↑)
в 0,01 М Na3PO4 9,85 ·10–5 (1,52↑)

Задача: Сколько г роданида серебра раство-ряется в 250 мл воды? ПР(AgSCN) = 1,1 ·10–12
Решение.
1. Найдем растворимость AgSCN в чистой воде
2. Найдем массу растворившегося AgSCN в
250 мл раствора

Растворимость малорастворимого электролита в присутствии
одноименных ионов

AmBn + AC (AgCl + AgNO3)
AmBn + DB (AgCl + KCl)

ПРK(AmBn) = [A]m·[B]n = [A]m·(nS)n =
nn · Sn · [A]m
ПРK(AmBn) = nn · Sn · [A]m

ПРK(AmBn) = [A]m·[B]n = [B]n · (mS)m =
mm · Sm · [B]n
ПРK(AmBn) = mm · Sm · [B]n

Задача. Вычислить растворимость гидроксида железа(III) в чистой воде и 0,025 М растворе гидроксида натрия.
Решение. В чистой воде:
Fe(OH)3 ПР = 6,3 ·10–38
m = 1
n = 3

В 0,025 М растворе NaOH
I = 0,025 M fFe= 0,325 fOH = 0,855
Ответ: 2,9 ·10–10
1,9 ·10–32

Условие образования осадков малорастворимых электролитов

ИП > ПР осадок выпадет
ИП < ПР осадок не выпадет
ИП = ПР система в состоянии
равновесия
AmBn
ПР = [A]m · [B]n для насыщенного раствора
ИП = [A]m · [B]n для данного раствора
ИП = ПК
ИП – ионное произведение
ПК – произведение концентраций

Задача. Выпадет ли осадок при смешивании 10 мл 0,01 М раствора CaCl2 и 5 мл 0,05 М раствора K2CrO4.
Решение.
CaCl2 + K2CrO4 → CaCrO4↓ + 2KCl
ИП(CaCrO4) ? ПР(CaCrO4)
ИП(CaCrO4) = [Ca] · [CrO4]
C(Ca) = ?
С(CrO4) = ?

C(CaCl2)1· V1 0,01 · 10
С(CaCl2) = ————— = ———— = 6,7·10–3 M
V2 15
Т.к. CaCl2 → Ca + 2Cl
C(Ca) = С(CaCl2) = 6,7·10–3 M
C(CrO4)1· V1 0,05 · 5
С(K2CrO4) = ————— = ———— = 1,7·10–2 M
V2 15
Т.к. K2CrO4 → 2K + CrO4
C(CrO4) = С(K2CrO4) = 1,7·10–2 M

ИП(CaCrO4) = [Ca] · [CrO4]
ИП(CaCrO4) = 6,7·10–3 · 1,7·10–2 = 1,1·10–4
ПР(CaCrO4) = 7,1·10–4
ИП(CaCrO4) ? ПР(CaCrO4)
1,1·10–4 < 7,1·10–4
Ответ: Осадок не выпадет.

Задача. Образуется ли осадок гидроксида кальция, если смешать равные объемы 0,03 М раствора CaCl2 и 0,05 М раствора NaOH.
Решение.
CaCl2 + 2NaOH → Ca(OH)2↓ + 2NaCl
ИП(Ca(OH)2) = [Ca] · [OH]2
C(CaCl2)1· V1 0,03 · x
С(CaCl2) = ————— = ———— = 0,015 M
V2 2 x
C(Ca) = 0,015 M

C(NaOH)1· V1 0,05 · x
С(NaOH) = ————— = ———— = 0,025 M
V2 2 x
NaOH → Na + OH
С(NaOH) = C(OH) = 0,025 M
ИП(Ca(OH)2) = [Ca] · [OH]2
ИП(Ca(OH)2) = 0,015·0,0252 = 9,38·10–6 M
ПР(Ca(OH)2) = 6,5·10–6
ИП > ПР - осадок выпадет

Задача. Образуется ли осадок гидроксида кальция, если смешать равные объемы 0,03 М раствора CaCl2 и 0,05 М раствора аммиака.
Решение.
CaCl2 + 2NH4OH → Ca(OH)2↓ + 2NH4Cl
ИП(Ca(OH)2) = [Ca] · [OH]2
C(CaCl2)1· V1 0,03 · x
С(CaCl2) = ————— = ———— = 0,015 M
V2 2 x
C(Ca) = 0,015 M

C(NH4OH)1· V1 0,05 · x
С(NH4OH) = —————— = ———— = 0,025 M
V2 2 x
NH4OH → NH4 + OH α < 3%
С(NH4OH) ≠ C(OH) ≠ 0,025 M Kосн = 1,76·10–5

ИП(Ca(OH)2) = [Ca] · [OH]2
ИП(Ca(OH)2) = 0,015·(6,63·10–4 )2 =
= 6,59·10–9 M
ПР(Ca(OH)2) = 6,5·10–6
ИП < ПР - осадок не выпадет

Задача. При какой концентрации ионов кальция будет образовываться осадок гидроксида кальция из раствора с рН = 9.
Решение.
ПР(Ca(OH)2) = [Ca] · [OH]2 = 6,5·10–6
ПР(Ca(OH)2)
[Ca] = ——————
[OH]2
[OH] = 10–pOH
т.к. pH + pOH = 14 ⇒ pOH = 14 – 9 = 5

ПР(Ca(OH)2) 6,5·10–6
[Ca] = —————— = ———— = 6,5·103
[OH]2 (10 –5)2
Ответ: При рН=9 осадок Ca(OH)2 выпадет, если концентрация Ca2+ будет 6,5·103 М и выше.

Задача. При каком значении рН начнется образование осадка Zn(OH)2 из 0,01 М раствора хлорида цинка.
Решение.
ПР(Zn(OH)2) = [Zn] · [OH]2 = 1,4·10–17

pOH = – lg[OH] = – lg 3,74·10–8 = 7,43
т.к. pH + pOH = 14
pH = 14 – 7,43 = 6,57
Ответ: При рН = 6,57 выпадет Zn(OH)2 из
0,01 М раствора хлорида цинка.

Перевод малорастворимого осадка в раствор
Mg(OH)2↓ → Mg2+ + 2OH–
+
2HCl → 2Cl– + 2H+
↓↑
2H2O
Mg(OH)2↓ → Mg2+ + 2OH–
+
2NH4Cl → 2Cl– + 2NH4+
↓↑
2NH4OH

Перевод одного малорастворимого электролита в другой
Ag2CrO4↓ → 2Ag+ + CrO42–
+
2KCl → 2Cl– + 2K+
↓↑
2AgCl ↓
ПР(AgCl) = 1,78·10–10 S(AgCl) = 1,33·10–5
ПР(Ag2CrO4) = 3,5·10–11 S(Ag2CrO4) = 2,06·10–4

Перевод СaSO4,,, SrSO4 , BaSO4 в карбонаты:
Реакция
идет слева направо практически до конца, т.к.
ПР(CaCO3) = 4,8·10–9 много <
ПР(CaSO4) = 2,37·10–5

Реакция
идет труднее, т.к. разность между
ПР(SrCO3) = 1,1·10–10 и ПР(SrSO4) = 3,2·10–7 значительно меньше, чем в предыдущей реакции

Реакция
BaSO4 ↓ + Na2CO3 → BaCO3 ↓ + Na2SO4
сама по себе не идет, т.к. слабая угольная кислота не
может вытеснить из солей более сильную серную
кислоту и к тому же S(BaSO4) = 1,05·10–5 меньше
S(BaCO3) = 7,14·10–5
ПР(BaSO4) = 1,1·10–10 ПР(BaCO3) = 5,1·10–9
Однако если, учитывая закон действующих масс, действовать на осадок BaSO4 большим избытком Na2CO3, то можно вызвать смещение равновесия слева направо и получить осадок BaCO3

Осадок BaCO3 образуется тогда, когда ПР его будет превышенным, т.е.
[Ba2+][CO3 2–] > ПР(BaCO3)
Здесь концентрация [Ba2+] определяется растворимостью BaSO4 и равна:
ПР(BaSO4)
[Ba2+] = —————
[SO4 2–]
Если увеличивать концентрацию только [CO3 2–]
и добиваться, чтобы
ПР(BaSO4) ПР(BaCO3)
————— > —————
[SO4 2–] [CO3 2–]

или
[CO3 2–] ПР(BaCO3)
————— > —————
[SO4 2–] ПР(BaSO4)
тогда
[CO3 2–] 5,1·10–9
————— > ————— = 46,4
[SO4 2–] 1,1·10–10
Т. обр., чтобы превращение BaSO4 в BaCO3
происходило, необходимо, чтобы концентрация [CO3 2–] в растворе была в 46,4 раза больше
[SO4 2–].