Константа растворимости

Константа растворимости. Растворимость;

В системе, состоящей из раствора и осадка, идут два процесса — растворение осадка и осаждение. Равенство скоростей этих двух процессов является условием равновесия.

Насыщенный раствор — это раствор, который находится в равновесии с осадком.

Применим закон действия масс к равновесию между осадком и раствором.

Поскольку [AgClтв ] = const, имеем:

К×[AgClтв ] = KSAgCl =[Ag + ]×[Cl — ] В общем виде имеем:

Константа растворимости KS (или произведение растворимости ПР) — произведение концентраций ионов в насыщенном растворе малорастворимого электролита — есть величина постоянная и зависит лишь от температуры.

Примеры величин KS для ряда солей:

KS (AgCl) = 1,6×10 -10

Растворимость малорастворимого вещества s может быть выражена в молях на литр. В зависимости от величины s вещества могут быть разделены на малорастворимые — s < 10 -4 моль/л, среднерастворимые - 10 -4 моль/л £ s £ 10 -2 моль/л и хорошо растворимые s >10 -2 моль/л.

Растворимость соединений связана с их константой растворимости. Для AgCl имеем:

Растворимость s — молярная концентрация AgCl в растворе:

Отсюда KS AgCl = [Ag + ]×[Cl — ] = s 2 и s= .

KS (Am Bn ) = [A +n ] m ×[B -m ] n = (ms) m (ns) n = m m n n s m+n .

Решение. AgCl Ag + + Cl — ,

KS = s 2. s = = 1,34×10 -5 моль/л.

KS = (2s) 2 ×s = 4s 3. s = = 6,5×10 -5 моль/л.

Хотя обычно растворимость тем меньше, чем меньше KS. в данном случае для соединений разных типов s(AgCl) < s(Ag2 CrO4 ), хотя KS (AgCl) > KS (Ag2 CrO4 ).

Константа растворимости

studopedia.su — Студопедия (2013 — 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 5.189.137.82

Генерация страницы за: 0.009 сек.

Выведите формулу константы растворимости.

Константа равновесия называется произведением растворимости ПР или константой растворимости KS . Как любая константа равновесия величина ПР зависит от температуры и не зависит от концентрации.

В общем виде, произведение растворимости для вещества с формулой Am Bn. которое диссоциирует на m катионов A n+ и n анионов B m-. рассчитывается по уравнению:

Константа растворимости

где [A n+ ] и [B m- ] — равновесные молярные концентрации ионов, образующихся при электролитической диссоциации.

Из произведений растворимости можно рассчитать концентрации катионов и анионов в растворе малорастворимого электролита. Значения произведений растворимости приведены в справочниках.

3. Как выражают константу растворимости для идеальных и реальных систем? От чего зависит величина константы растворимости для этих систем?

Константа равновесия для идеальных систем может быть выражена через равновесные парциальные давления компонентов pi по формуле:

Константа растворимости

где &#&57;i — стехиометрический коэффициент (для исходных веществ принимается отрицательным, для продуктов — положительным). Kp не зависит от общего давления, от исходных количеств веществ или от того, какие участники реакции были взяты в качестве исходных, но зависит от температуры .

Константа равновесия для реальных систем

вместо парциального давления и концентрации используют соответственно фугитивность fi и активность ai :

Константа растворимости Константа растворимости

4. Как связаны термодинамическая, реальная и условная константы растворимости?

В системе, состоящей из раствора и осадка, идут два процесса — растворение осадка и осаждение. Равенство скоростей этих двух процессов является условием равновесия.
Насыщенный раствор — это раствор, который находится в равновесии с осадком.

^Константа растворимости KS (или произведение растворимости ПР) — произведение концентраций ионов в насыщенном растворе малорастворимого электролита — есть величина постоянная и зависит лишь от температуры.

Способы выражения констант равновесия: термодинамическая и концентрационные (реальная, условная) константы.

Константа растворимости

Кs – практическая константа. Такая константа называется константой растворимости

Условная константа — это константа какого-либо равновесия в вполне конкретных «отягчающих9quot; условиях. По сути она может представлять собой, например, произведение реальной константы рассматриваемого равновесия на константу равновесия побочной реакции в случае, если они протекают последовательно. Либо эта зависимость может носить более сложный характер.

5. Как влияет одноименный ион на растворимость осадка?

Уменьшение растворимости. Абсолютно нерастворимых веществ нет. Все вещества растворимы в большей или меньшей степени. Добавление избытка осаждающего реактива при осаждении является одним из способов уменьшения растворимости осадков.

растворимость осадка при добавлении избытка осаждающего реактива уменьшается и зависит от избытка прибавленного иона, общего с одним из ионов, образующих осадок, а также от численного значения произведения растворимости данного малорастворимого электролита.

Аналогичным образом можно доказать, что (если малорастворимое вещество не растворяется с образованием комплексных соединений и не относится к амфотерным соединениям) растворимость малорастворимого электролита также понижается при добавлении не только осаждающего реактива, но и любого другого хорошо растворимого в данной среде электролита, имеющего общие ионы с малорастворимым веществом.

6. Почему при выделении осадка следует избегать большого избытка осадителя?

Иногда, если это необходимо, прибавляют значительно боль-шее (в 2-3 раза) количество осадителя. Однако слишком большой избыток осадителя вреден, т.к. он вызывает не понижение, а наоборот — повышение растворимости осадка. Причиной этого может быть образование растворимых комплексных соединений или кислых солей, амфотерность осаждаемого соединения (гидроксида), «солевой эффект» (вследствие возрастания ионной силы раствора) и т.д.
Необходимый объем осадителя рассчитывают по формуле:

Константа растворимости, (42)
где ос.в. — осаждаемое вещество;
р.в. — реактив (реагент).
Этот расчет ориентировочный, поэтому полученное значение объема округляют до одной-двух значащих цифр.

7. Как влияют электролиты на растворимость осадка?

Применение слишком большого количества осадителя в ряде случаев оказывается недопустимым потому, что различные сильные электролиты, присутствующие в растворе, обычно повышают растворимость осадка.

Повышение растворимости осадков в присутствии электролитов называется солевым эффектом.

Это явление объясняется следующим образом.

Как известно из курса качественного анализа, произведение растворимости только в первом приближении можно рассматривать как произведение концентраций ионов в насыщенном растворе. В действительности же постоянным является произведение активностей (а не концентраций) ионов в насыщенном растворе.

Таким образом, активность ионов какого-либо электролита зависит не только от его концентрации в растворе, но и от концентраций и зарядов всех других присутствующих в растворе ионов.

в достаточно разбавленных растворах с одинаковой ионной силой коэффициенты активности большинства ионов, имеющих один и тот же заряд, приблизительно одинаковы.

8. Что называется растворимостью и молярной растворимостью?

РАСТВОРИМОСТЬ. способность в-ва образовывать с др. в-вом (или в-вами) гомог. смеси с дисперсным распределением компонентов. Обычно растворителем считают в-во, к-рое в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и образовавшийся р-р. Если до растворения оба в-ва находились в одном и том же агрегатном состоянии, р-рителем считается в-во, присутствующее в смеси в существенно большем кол-ве.

Молярная растворимость вещества (S, моль/л) — это количество растворенного вещества, содержащееся в одном литре его насыщенного раствора

Все темы данного раздела:

Задачи и методы аналитической химии.
Аналити́ческая хи́мия — раздел химии, изучающий химический состав и структуру веществ; имеет целью определение элементов или групп элементов, входящих в состав различных

Понятие о химических, физических, физико-химических (инструментальных) методах анализа. Ионная сила раствора. Активность, коэффициент активности.
v Химические методы-в данных методах определяемый ион или элемент переводят в какое-либо соединение, обладающее теми или иными характерными свойствами, на основании которых можно у

Количественный анализ. Предмет и методы.
Количественный анализ предназначен для установления количественного состава компонентов в анализируемой пробе. Ему предшествует качествен­ный анализ. Коли

Весовой анализ. Принципы и методы объемного анализа. Растворы в объемном анализе.
Гравиметрия (весовой анализ) — метод количественного анализа в аналитической химии, который основан на изменении массы определяемого компонента, выделенном в виде веществ определён

Метод нейтрализации. Кислотно-основные индикаторы. Смешанные индикаторы. Кривые титрования. Титрование в неводных средах.
Нейтрализации метод — объемный (титриметрический) метод определения концентрации кислот (ацидиметрия) и щелочей (алкалиметрия) в растворах. В основе метода нейтрализации лежит

Спектры испускания (флуоресценция, фосфоресценция.)
Спектром испускания называют спектр, получаемый при разложении света, излученного самосветящимися телами. 1. Сплошные (непрерывные) спектры. В сплошном спектре предста

Действие ИК-излучения на молекулы органических соединений. Возможности ИК-спектроскопии при изучении органических соединений.
используется явление специфического поглощения веществами ИК-излучения определенных длин волн. Поглощение излучения, проходящего через исследуемое веще­ство, записывают с помощью ИК-спектрофотометр

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и условия его возникновения.
Метод я́дерного магни́тного резона́нса (ЯМР) основан на взаимодействии внешнего магнитного поля с ядрами, имеющими магнитный момент, т. е. для ядер

Закон действия масс и гомогенные системы
2) Что такое активность? Как связана активноть иона и его равновесная концентрация? Что такое ионная ила ратвора, коэффициент активности? Активность отличается от общей ко

Что такое константа диссоциации и степень диссоциации.
Константа диссоциации — вид константы равновесия, которая характеризует склонность объекта диссоциировать (разделяться) обратимым образом на частицы, как например когдакомплекс рас

Напишите реакции взаимодействия бромид- и иодид-ионов с хлорной водой и объясните, в какой последовательности они протекают.
Хлорид-ионы образуют с групповым реагентом AgNO3 (рН 7) практически нерастворимый в воде осадок AgCl, который хорошо растворяется в избытке раствора NH4OH; при этом образуется

Химическое равновесие в гетерогенных системах
1.Какие системы называются гетерогенными? Приведите примеры. Реакции происходящие на границах раздела фаз – между газообразным веществом и раствором, между раствором и тве

Сформулируйте условия образования и растворения осадка.
Равновесие, устанавливающееся между осадком малорастворимого вещества и его насыщенным раствором описывается уравнением: АаВв(т)

Относительное концентрирование, коэффициент концентрирования.
Разделение смесей — процесс выделения чистых веществ из смесей. Разделяемые продукты имеют различные химические и физические свойства. Разделение смеси физическими или хим

Перечислите факторы, от которых зависит коэффициент распределения.
Если к равновесной системе двух несмешивающихся или частично смешивающихся жидкостей добавить раствор какого-либо вещества, то оно распределяется между жидкостями в определенной пропорции, не завис

Каковы области применения, достоинства и недостатки метода ионообменной хроматографии.
Новейшие методы ионообменной хроматографии, в частности высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), широко используются в фармакологии (при создании и определении лекарственных веществ), в к

Какие факторы влияют на устойчивость комплексных соединений
Факторы, влияющие на устойчивость комплексов Устойчивость комплекса определяется как фундаментальными факторами (природой комплексообразователя и лигандов), так и внешними условиями (темпе

А) сульфатов бария и свинца; б) хлоридов серебра и ртути (I).
Под комплексными соединениями понимают соединения, обра-зованные-двумя или несколькими простыми соединениями, которые могут существовать самостоятельно. Методы комплексообразования основан

Реакции комплексообразования.
Теория Льюиса-Пирсона. Типы комплексных соединений, используемых в аналитической химии. Классификация комплексных соединений по характеру взаимодействия металл-лиганд, по однородности лиганда и цен

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?

7. Константа растворимости. Растворимость

В системе, состоящей из раствора и осадка, идут два процесса – растворение осадка и осаждение. Равенство скоростей этих двух процессов является условием равновесия.

Насыщенный раствор – раствор, который находится в равновесии с осадком.

Закон действия масс в применении к равновесию между осадком и раствором дает:

Поскольку [AgClтв ] = const,

В общем виде имеем:

Константа растворимостиKs (или произведение растворимости ПР) – произведение концентраций ионов в насыщенном растворе малорастворимого электролита – есть величина постоянная и зависит лишь от температуры.

Растворимость малорастворимого вещества s может быть выражена в молях на литр. В зависимости от величины s вещества могут быть разделены на малорастворимые – s < 10 -4 моль/л, среднерастворимые – 10 -4 моль/л ≤ s ≤ 10 -2 моль/л и хорошо растворимые s >10 -2 моль/л.

Растворимость соединений связана с их произведением растворимости.

Условие осаждения и растворения осадка

В случае AgCl: AgCl ↔ Ag + + Cl¯

а) условие равновесия между осадком и раствором: [Ag + ] • [Cl¯] = Ks .

б) условие осаждения: [Ag + ] • [Cl¯] > Ks ; в ходе осаждения концентрации ионов уменьшаются до установления равновесия;

в) условие растворения осадка или существования насыщенного раствора: [Ag + ] • [Cl¯] < Ks ; в ходе растворения осадка концентрация ионов увеличивается до установления равновесия.

Произведение растворимости

Насыщенный раствор образуется в том случае, когда растворяемое вещество больше уже не может растворяться в нем. Если растворяемое вещество представляет собой ионное соединение, то ионы в насыщенном растворе находятся в динамическом равновесии с избыточным, нерастворившимся твердым веществом. Например, в насыщенном растворе хлорида серебра устанавливается следующее равновесие:

Константа этого равновесия определяется выражением

Константа Кпр называется произведением растворимости хлорида серебра.

Растворимость хлорида серебра можно выразить через концентрацию с растворенного AgCl в воде. Эта концентрация совпадает с концентрацией обоих ионов в растворе:

Таким образом, растворимость хлорида серебра может быть связана с его произведением растворимости следующим соотношением:

Произведение растворимости такой соли определяется выражением

Произведение растворимости Кпр в таком случае имеет размерность (концентрация) в степени (1 + у). Например, в насыщенном водном растворе Ca3(PO4J2 устанавливается равновесие

Размерность произведения растворимости фосфата кальция (концентрация)5, или моль5/дм15.

Значения Кпр обычно приводятся только для электролитов, которые слабо растворимы в воде. Электролит считается слабо растворимым в воде, если его растворимость не превышает 10″2 мольДкг воды). Произведения растворимости некоторых слаборастворимых электролитов при 25 °С указаны в табл. 8.7. Отметим, что значения Кир представляют собой постоянные лишь применительно к определенному растворяемому веществу и при указанной температуре.

Для экспериментального определения произведений растворимости солей могут использоваться различные методы, в том числе титрование, ионный обмен (см. ниже) и электрохимические методы (см. гл. 10). Для определения произведений растворимости можно использовать и такой метод, как полное выпаривание насыщенного раствора с последующим взвешиванием сухого остатка.

Гетерогенные равновесия Константа растворимости. Правило растворимости осадков

Согласно теории сильных электролитов, при растворении твердых веществ, кристаллы которых построены из ионов, в раствор переходят не молекулы, а образующие кристаллическую решетку ионы. Поэтому в насыщенном растворе таких соединений равновесие устанавливается между перешедшими в раствор ионами и твердой фазой (осадком) растворенного вещества. При этом протекают два взаимно противоположных процесса: переход ионов из осадка в раствор (растворение ) и из раствора в осадок (кристаллизация ).

Насыщенные растворы труднорастворимых электролитов являются сильно разбавленными. Их ионная сила мала, поэтому можно считать, что коэффициенты активности ионов таких электролитов в растворе равны единице, а сами их активности численно совпадают с молярными концентрациями.

В насыщенном растворе малорастворимой соли хлорида серебра между осадком AgCl и находящимися в жидкой фазе ионами Ag + и Cl – устанавливается подвижное гетерогенное равновесие:

AgCl(т) Константа растворимости Ag + (р) + Cl – (р)

Согласно закону действующих масс, количественно оно характеризуется константой равновесия:

Константа растворимости

Избавившись от дроби, выражение для Kравн. можно записать следующим образом:

Так как концентрация твердого вещества c(AgCl(т) ) есть величина постоянная, то левая часть данного уравнения при неизменных внешних условиях (температуре, давлении) тоже будет являться постоянной величиной. Произведение этих констант (Kравн. ×c(AgCl(т) )) называют иначеконстантой растворимости и обозначаютKs (нижний индекс «s» от англ. solubility – растворимость ):

В русскоязычной литературе часто вместо константы растворимости используют название «произведение растворимости» и обозначениеПР илиKПР

В настоящее время обозначения ПР и KПР. согласно рекомендациям ИЮПАК, применять не целесообразно.

Из выражения для константы растворимости следует, что в насыщенном растворе труднорастворимого электролита произведение молярных концентраций его ионов есть величина постоянная при данной температуре.

Если в результате диссоциации формульной единицы такого электролита образуется несколько одинаковых ионов, например:

Ca3 (PO4 )2 Константа растворимости3Ca 2+ + 2PO4 3– ,

то при вычислении KS равновесная молярная концентрация каждого из ионов возводится в степень, равную стехиометрическому коэффициенту, стоящему в уравнении диссоциации перед данным ионом

Константа растворимости

Такое произведение молярных концентраций ионов в дальнейшем будем называтьстехиометрическим произведением.

Таким образом для любого труднорастворимого электролита Константа растворимостисправедливо равенство

Константа растворимости

Константы растворимости, как и все константы равновесия, зависят от температуры, поэтому в справочной литературе они чаще всего приводятся для стандартных условий (T=298K и р=101,325 кПа) (табл. 14).

Таблица 14. Константы растворимости некоторых малорастворимых веществ при Т = 298 K

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *