Учебник. Произведение растворимости



Произведение растворимости

К равновесным системам следует отнести также и систему труднорастворимый электролит – его насыщенный раствор. В этом случае мы имеем дело с динамическим гетерогенным равновесием осадокнасыщенный раствор, например, AgC l (к) A g (р) + +C l (р) - .

В этом растворе концентрация ионов очень мала и вследствие этого взаимодействие их друг с другом практически отсутствует.

Константу равновесия для гетерогенной системы можно записать так: K= [ A g + ]ċ[ C l - ] [ AgC l к ] ,

концентрацию твердой фазы AgClk можно считать постоянной, тогда Kċ[ AgC l к ]=[ A g + ]ċ[ C l - ]=П Р AgCl =const.

С другой стороны, Δ G AgC l к =Δ G A g + +Δ G C l - =[ Δ G A g + ˆ ċRċTċln C A g + ]+[ Δ G C l - ˆ ċRċTċln C C l - ] .

Так как Δ G A g + 0 , Δ G C l - 0 и Δ G AgC l тв – постоянные величины, то C A g + ċ C C l - =П Р AgCl =const .

В общем виде для уравнения A n ċ B m n A р +m +m B р -n ПР= [ A +m ] n ċ [ B -n ] m

В насыщенном растворе труднорастворимого сильного электролита произведение концентрации его ионов в степенях стехиометрических коэффициентов при данной температуре есть величина постоянная, называемая произведением растворимости (ПР).

Произведение растворимости характеризует растворимость труднорастворимого электролита при данной температуре. Из двух однотипных солей, например, CaSO4 с ПР = 2,5ċ10–5 и BaSO4 с ПР = 1,1ċ10–10, большей растворимостью обладает та соль, у которой ПР больше.

Концентрация каждого иона в насыщенном растворе электролита может быть изменена, но при этом изменяется и концентрация другого иона так, что произведение концентраций сохраняет прежнюю величину. Поэтому, если в насыщенный раствор электролита ввести некоторое количество одного из ионов, входящих в состав электролита, то концентрация другого иона должна уменьшиться и часть растворенного электролита выпадет в осадок, то есть растворимость электролита понижается от введения в раствор одноименных ионов.

В общем виде растворимость L труднорастворимого электролита AnBm определяется соотношением L A n B m = ПР n n ċ m m n+m .

Изотерма Вант-Гоффа для процесса растворения AgC l к A g р + +C l р - имеет вид ΔG=Δ G 0 +RċTċln C A g + ċ C C l - , где C A g + и C C l - – неравновесные концентрации.

В состоянии равновесия (ΔG = 0) Δ G 0 =-RċTċln C A g + ċ C C l - =-RċTċlnПР.

Тогда для изотермы имеем ΔG=-RċTċlnПР+RċTċln ПК ПК – произведение концентраций ионов в степенях, соответствующих стехиометрическим коэффициентам для системы в неравновесном состоянии.

Зная ПК и сравнив его с ПР, можно установить, растворится или выпадет осадок при данной температуре:

  1. Если ПК = ПР, ΔG = 0 – система находится в состоянии равновесия (раствор насыщенный).

  2. Если ПК < ПР, ΔG < 0 – самопроизвольно протекает процесс растворения осадка.

  3. Если ПК > ПР, ΔG > 0 – возможен только обратный процесс – выпадение осадка.





 

© Физикон, 1999-2015