Расчет растворимости осадков в воде

Пример 3. Вычислить растворимость оксалата кальция, массовую концентрацию ионов Са²⁺ и массу кальция в 100 мл раствора, если произведение растворимости его равно 2.57 ∙ 10^-9.

Решение. Химическое равновесие в насыщенном растворе СаС₂О₄ описывается уравнениями:

СаС₂О₄↓↔ Са²⁺+ С₂О₄^2-

ПР СаС₂О₄ ↔[Ca²⁺]∙[C₂O₄^2-]

 Обозначим растворимость СаС₂О₄ через х моль/л. При диссоциации х молей СаС₂О₄ образуется х молей Са²⁺ и х молей С₂О₄^2-. Подставляя эти значения в уравнение произведения растворимости, получим

ПР СаС₂О₄ =х∙х=2.57∙10^-9;

     

   Х²=2.57∙10^-9;

Х= =5.07∙10^-5моль/л.

 Чтобы найти растворимость СаС₂О₄ (г\л), необходимо молярную растворимость (моль/л) умножить на молярную массу СаС₂О₄:

 5,07·10^-5·128,1≈6,5·10^-3г/л.

 Чтобы найти массовую концентрацию ионов Са²⁺, нужно умножить молярную растворимость на атомную массу Са²⁺:

 5,07·10^-5·40,08≈2·10^-3г/л.

 Массу кальция в 100мл раствора находим из пропорции:

                      в1000 мл раствора-- 2·10^-3 г кальция,

                      в100 мл раствора -- х г кальция,

       х=2·10^-3·100/1000=2·10^-4г.

 

Задачи на применение условия выпадения осадка.

Пример 4. При какой молярной концентрации хромата натрия начнется выпадение осадка из 0,001М раствора нитрата свинца?

Решение. Составим уравнение диссоциации хромата натрия и нитрата свинца:

              Na₂CrO₄ →2 Na⁺ + CrO₄^2-

              Pb(NO₃)₂→Pb²⁺ + 2NO₃^-

Следовательно, молярные концентрации ионов Pb²⁺ CrO₄^2- совпадают с молярными концентрациями солей.

Составим уравнение диссоциации хромата свинца:

          PbCrO₄↓↔ Pb²⁺+ CrO₄^2-

 ПР _PbCrO4=[Pb²⁺]·[ CrO₄^2-]=1,8·10^-14.

Следовательно, [ CrO₄^2-]=ПР _PbCrO4/[Pb²⁺]=1,8·10^-14/0,001=1,8·10^-11моль/л.

                  С _Na2CrO4=[ CrO₄^2-]=1,8·10^-11моль/л.

 

Пример 5. Выпадет ли осадок при сливании 100 мл фильтрата, оставшегося от осаждения иодида свинца, с 200 мл 0,1М раствора хромата натрия?

Решение. ПР_PbI2=[Pb²⁺]·[I^-]²=1,1·10^-9.

 Химическое равновесие в насыщенном растворе PbI₂ описывается уравнением

                   PbI₂↓↔Pb²⁺+ 2I^-

 Если растворимость PbI₂ равна х моль/л, то [Pb²⁺]=х моль/л, а [I^-]=2х моль/л. Следовательно, ПР_PbI2=х·(2х)²=4х³=1,1·10^-9;

          х=³√1,1·10^-9/4=6,5·10^-4моль/л.

После сливания растворов объем составит

V=100+200=300 мл,

а концентрация ионов Pb²⁺ уменьшится:

         С (PbI₂)   =6,5·10^-4·100/300=2,17·10^-4моль/л.

 Соответственно уменьшится и концентрация иона   CrO₄^2-:

         С (CrO₄^2-)=0,1·200/300=0,067 моль/л.

Для ответа на вопрос о возможности выпадения осадка найдем произведение концентраций (ПС) ионов Pb²⁺ и CrO₄^2- и сравним полученное значение с ПР (PbCrO₄ )=1,8·10^-14:

ПС=2,17·10^-4·0,067=1,45·10^-5>1,8·10^-14.

следовательно, осадок не выпадет.