double arrow

Определение возможности выпадения осадка малорастворимого электролита в обменной реакции


Знание численной величины произведения растворимости позволяет сделать прогноз, будет ли выпадать осадок малорастворимого соединения в результате обменной реакции. Например, для того чтобы при сливании растворов AgNO3 и K3PO4 выпал осадок Ag3PO4 в результате обменной реакции

3 Ag+ + PO43– ® Ag3PO4¯

необходимо, чтобы образующийся раствор был перенасыщен ионами серебра и фосфат-ионами. Важно понимать, что ПР – это характеристика, относящаяся к насыщенному раствору, поэтому выпадение осадка произойдёт в том случае, если, в полученном растворе произведение концентраций (ПК) ионов, образующих осадок, больше, чем произведение растворимости (ПР) или, более кратко, условие выпадения осадка: ПК > ПР.

Пример 5.2. Определить будет ли выпадать осадок Ag3PO4 при сливании 1 литра раствора Na3PO4 с концентрацией 5·10–5 моль/л и 1 литра раствора AgNO3 с концентрацией 2·10–3 моль/л. ПР(Ag3PO4) = 1,3·10–20.

При решении подобных задач необходимо в первую очередь найти в исходных растворах число моль тех ионов, которые могут образовать осадок (в данном случае – это ионы Ag+ и PO43–).

В растворе Na3PO4: n(Na3PO4) = C(Na3PO4)·Vраствора(Na3PO4);




n(Na3PO4) = 5·10–5 моль/л · 1 л = 5·10–5 моль = n(PO43–).

В растворе AgNO3: n(AgNO3) = C(AgNO3)·VраствораAgNO3;

n(AgNO3) = 2·10–3 моль/л · 1 л = 2·10–3 моль = n(Ag+).

В растворе, образующемся после смешивания, число моль ионов Ag+ и PO43– до образования осадка будет таким же, как и в исходных растворах, а объём раствора станет равен 2 литрам:

Vобщий ≈ VраствораNa3PO4 + VраствораAgNO3 = 1 л + 1 л = 2 л.

Концентрации ионов Ag+ и PO43– в полученном растворе будут следующими:

C(Ag+) = n(Ag+) / Vобщий = 2·10–3 моль / 2 л = 1·10–3 моль/л;

C(PO43–) = n(PO43–) / Vобщий = 5·10–5 моль / 2 л = 2,5·10–5 моль/л.

Образование осадка происходит в результате реакции, протекающей по уравнению 3 Ag+ + PO43– ® Ag3PO4¯, поэтому произведение концентраций (ПК) ионов Ag+ и PO43– в полученном растворе следует рассчитывать по уравнению:

ПК = C3(Ag+)·C(PO43–) = (1·10–3)3·2,5·10–5 = 2,5·10–14.


Так как ПК = 2,5·10–14 > ПР(Ag3PO4) = 1,3·10–20, раствор перенасыщен ионами Ag+ и·PO43–, следовательно, осадок Ag3PO4 образуется.

Пример 5.3. Определить будет ли выпадать осадок PbCl2 при сливании 200 мл 0,005 М раствора Pb(NO3)2 и 300 мл 0,01М раствора NaCl ПР(PbCl2) = 1,6·10–5.

Расчёт количеств ионов Pb2+ и Cl в исходных растворах:

В растворе Pb(NO3)2: n(Pb(NO3)2) = C(Pb(NO3)2)·Vраствора(Pb(NO3)2);

n(Pb(NO3)2) = 0,005 моль/л · 0,2 л = 0,001 моль = n(Pb2+).

В растворе NaCl: n(NaCl) = C(NaCl)·Vраствора NaCl;

n(NaCl) = 0,01 моль/л · 0,3 л = 0,003 моль = n(Cl).

В растворе, образующемся после смешивания, число моль ионов Pb2+ и Cl до образования осадка будет таким же, как и в исходных растворах, а объём раствора станет равен 0,5 литра:

Vобщий ≈ Vраствора Pb(NO3)2 + Vраствора NaCl = 0,2 л + 0,3 л = 0,5 л.

Концентрации ионов Ag+ и PO43– в полученном растворе будут следующими:



C(Pb2+) = n(Pb2+) / Vобщий = 0,001 моль / 0,5 л = 0,002 моль/л = 2·10–3 моль/л;

C(Cl) = n(Cl) / Vобщий = 0,003 моль / 0,5 л = 0,006 моль/л = 6·10–3 моль/л.

Образование осадка происходит в результате реакции, протекающей по уравнению Pb2+ + 2 Cl ® PbCl2¯, поэтому произведение концентраций (ПК) ионов Pb2+ и Cl в полученном растворе следует рассчитывать по уравнению:

ПК = C(Pb2+)·C2(Cl) = 2×10–3×(6·10–3)2= 7,2·10–8.

Так как ПК = 7,2·10–8 < ПР(PbCl2) = 1,6·10–5, образовавшийся раствор не насыщен ионами Pb2+ и Cl, и осадок PbCl2 не образуется.

В задании № 7 (таблица 5.2) студентам предлагается определить возможность выпадения осадка при смешивании двух растворов электролитов.







Сейчас читают про: