Полнота осаждения и факторы, которые влияют на нее

В природе нет абсолютно нерастворимых веществ и осаждение не может быть абсолютно полным. Поэтому в аналитической практике стараются достичь практически полного осаждения. Осаждение считается практически полным, если концентрация ионов, которые осаждаются, в растворе над осадком не превышает 1×10^-6 моль/л. При концентрации осадка меньшее 1,0×10^-6 моль/л осадок визуально не наблюдается. Полнота осаждения осадка зависит от: 1) его растворимости. Наиболее полно проходит осаждение, если осадок характеризуется наименьшей растворимостью. Для Ва²⁺, для примера, наилучшим осадителем есть SO₄^2- -ион.

Полнота осаждения электролита повышается при введенные в раствор избытка 2) одноименных ионов. Это правило широко используется в аналитической химии для получения осадков. Обычно используют избыток осадителя от его эквивалентного количества. При меньшем избытке концентрация изменяется мало и полнота осаждения не достигается. При избытке осадителя, больше 50%, может произойти растворение осадков за счет образования комплексных соединений, кислых и или двойных солей, например:

HgI₂ + 2KI = K₂[HgI₄]

На полноту осаждения влияет также 3) степень ионизации электролита-осадителя. Например, осаждение Mg²⁺ проходит наиболее полно, если в качестве осадителя используют раствор NaOH, а не аммиака. Концентрация OH^- в первом растворе в сто раз больше, чем во втором, вследствие того, что степень ионизации NaOH равна 100%, а степень ионизации NH₃×H₂O около 1%. Чем более сильный электролит-осадитель, тем полнее осаждение.

На полноту осаждения многих осадков очень большое влияние имеет 4) рН раствора. Практически полное осаждение веществ происходит при определенном значении рН. Так осадок Ag₂CrО₄ выпадает при рН=6,5¸10,3, при рН<6,5 осадок растворяется, а при рН>10,3 вместо Ag₂CrО₄ выпадает Ag₂O. Осадок Zn(OH)₂ выпадает при рН 5,9-8,4, при рН<5,9 (в кислой среде) осадок растворяется, а при рН>8,43 (в щелочной среде) Zn(OH)₂ переходит в соли [Zn(OH)₄]^2--иона. В связи с этим при выполнении реакций осаждения необходимо регулировать значение рН.

Влияние рН и степени ионизации протонизирующих осадителей учитывают с помощью условного произведения растворимости, вводя коэффициент a, что указывает на мольную долю ионов осадителя, которые принимают участие в реакции.

Используя значения ПР, можно рассчитать условия и провести разделение разных ионов. Для разделения ионов необходимо, чтобы они образовывали однотипные осадки и чтобы ПР осадков значительно отличались. При взаимодействии с одним и тем же осадителем первым выпадает тот осадок, у которого наименьшая растворимость, которая в случае однотипности осадка отвечает наименьшему значению ПР. Если же в растворе есть ионы разные по заряду, то выпадает первым тот осадок, растворимость которого наименьшая.

Например, Ba²⁺ и Ca²⁺ можно разделить путем дробного (фракционного) осаждения сульфатной кислотой, используя большую разницу их произведений растворимости. Наиболее низкое значение ПР имеет BaSO₄ (ПР=1×10^-10), его осадок будет выпадать раньше при более низкой концентрации SO₄^2-, чем CaSO₄ (ПР=2,3×10^-5). Чтобы выпал осадок BaSO₄, его ионное произведение должно быть больше ПР, но чтобы не выпал одновременно осадок CaSO₄ необходимо, чтобы ионное произведение

[Ca²⁺][SO₄^2-] < ПР_CaSO4, но [Ba²⁺][SO₄^2-]>ПР_BaSO4.

Билет 50 вопрос 2