Ионные уравнения реакций. Произведение растворимости

Так как электролиты в растворах образуют ионы, то для отражения сущности реакций используют ионные уравнения, показывающие, что в растворах происходят реакции не между молекулами, а между ионами.

Правило Бертолле: Реакции между ионами в растворах электролитов идут практически до конца и необратимы в сторону образования осадков, малорастворимых, малодиссоциирующих, газообразных и комплексных соединений.

При составлении ионно-молекулярных уравнений надо помнить о том, что малорастворимые, малодиссоциирующие и газообразные вещества записываются в виде молекул, а сильные электролиты – в виде тех ионов, на которые они диссоциируют.

NH₄OH + HCI→NH₄CI + H₂O

NH₄OH + H⁺→NH₄⁺ + H₂O

BaCI₂ + K₂SO₄→BaSO₄ + 2KCI

Ba²⁺ + SO₄²⁻→BaSO₄¯

K₂S + 2HCI→H₂S + 2KCI

S²⁻ + 2H⁺→H₂S­

HgI₂ + 2KI→K₂[HgI₄]

HgI₂ + 2I⁻→[HgI₄]²⁻

Константы диссоциации малорастворимых солей и гидроксидов металлов принято называть произведением растворимости (ПР).

Растворение твердого вещества в воде прекращается тогда, когда образуется насыщенный раствор, т.е. устанавливается равновесие между твердым веществом и частицами того же вещества, находящегося в растворе.

Так, например, в насыщенном растворе хлорида серебра устанавливается равновесие:

AgCI _(к)⇆Ag⁺_(р) + CI⁻_(р)

осадок в растворе

Применив к этому уравнению закон действующих масс, получим

где [AgCI_(к)] – концентрация молекул соли, моль/л; величина постоянная.

K _[AgCI] = ПР = [Ag⁺] ∙ [CI⁻] = const.

Таким образом, в насыщенном растворе электролита произведение равновесных концентраций его ионов с учетом соответствующих стехиометрических коэффициентов есть величина постоянная при данной температуре. Эта величина количественно характеризует способность электролита растворяться, называют ее произведением растворимости.

Са(OH)₂→Са⁺² + 2OH⁻;

ПР = [Са⁺²] ∙ [OH⁻]²

ПР = [Kt^{+ n} ] ^m ∙ [An^{- m} ] ⁿ

Условия образования и растворения осадков:

[Kt^{+ n} ] ^m [An^{- m} ] ⁿ > ПР – осадок выпадает;

[Kt^{+ n} ] ^m [An^{- m} ] ⁿ < ПР – осадок растворяется (не выпадает);

[Kt^{+ n} ] ^m [An^{- m} ] ⁿ = ПР система находится в равновесии.

Обменные реакции между электролитами в растворах всегда идут в сторону образования менее диссоциированных или менее растворимых электролитов:

CaSO₄ + 2NaF®CaF₂ + Na₂SO₄,

ПР_CaF2 = 4 × 10⁻¹¹, ПР_CaSO4 = 1,3 × 10 ⁻⁴.

Поэтому реакция идет в сторону образования менее растворимого фторида кальция. Зная ПР можно определить растворимость данного элемента.