Подавляющее большинство веществ обладают ограниченной растворимостью в воде и других растворителях. Когда растворяемое вещество больше не может растворяться в растворителе образуется насыщенный раствор. Если растворяемое вещество является электролитом (вещество с ионной или ковалентной полярной связью), то его ионы в растворе находятся в динамическом равновесии с кристаллами осадка. Скорость процесса растворения осадка будет равна скорости обратного процесса кристаллизации. Так, для насыщенного раствора электролита Кn+Аn–, находящегося в равновесии с его твёрдой фазой, будет характерен следующий обратимый процесс:
| Кn+Аn–
| 
| n+Кz+ + n–Az–.
|
|
Данный процесс является гетерогенным, т.к. протекает на поверхности кристаллов осадка. Т.к. в выражение для константы равновесия KC активность вещества в твёрдой фазе не входит (см. §3.5), KC (т.е. константа диссоциации электролита Кn+Аn– по последней ступени КД) будет определяться только произведением активностей ионов Кz+ и Az– в растворе. Тогда уравнение (5.28) для обратимого процесса «растворение – кристаллизация» примет вид:
|
| KC = KД = a+n+ × a – n–.
| (5.39)
|
В данном случае константу равновесия (диссоциации) называют произведением растворимости электролита. Таким образом, произведение растворимости электролита ПР – это постоянная величина, равная произведению активностей ионов электролита, содержащихся в его насыщенном растворе при данной температуре:
|
| ПР(Кn+Аn–) = a+n+ × a – n–.
| (5.40)
|
Произведение растворимости применяют для малорастворимых электролитов, концентрация насыщенных растворов которых незначительна. Поэтому для расчёта ПР вместо активностей можно использовать равновесные концентрации ионов электролита:
|
| ПР(Кn+Аn–) = [ Кz+ ] n+ × [ Az –] n–.
| (5.41)
|
ПР малорастворимых электролитов приведены в справочника при стандартной температуре 298,15 К (25 °С) [Лурье]. Чем меньше величина ПР (т.е чем меньше константа равновесие в системе «осадок – раствор»), тем в меньшей степени осуществляется растворение вещества. Исходя из ПР электролита, можно установить, выпадет ли данный электролит в осадок или нет. Если произведение концентраций ионов электролита меньше его произведения растворимости, то раствор является ненасыщенным (при введении в него кристаллов электролита они будут растворяться), если равно – насыщенным, если больше - пересыщенным (из раствора выпадает осадок кристаллов электролита):
| СМ(Кz+)n+ × СМ(Az–)n– < ПР(Кn+Аn–)
| – ненасыщенный раствор, растворение кристаллов;
|
| СМ(Кz+)n+ × СМ(Az–)n– = ПР(Кn+Аn–)
| – насыщенный раствор;
|
| СМ(Кz+)n+ × СМ(Az–)n– > ПР(Кn+Аn–)
| – пересыщенный раствор, выпадение осадка.
|
2015-05-26
373
