Лекция 13. Произведение растворимости. Ионно-обменные реакции.

Контрольные вопросы

1. Диссоциация воды, ионное произведение воды.

2. Водородный показатель (рН), гидроксильный показатель (рОН).

3. Расчет рН растворов сильных кислот и оснований.

4. Расчет рН растворов слабых кислот и оснований.

Рекомендуемая литература

1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов / Н.Л. Глинка. - М.: КНОРУС, 2009. - с. 258.

2. Коровин Н.В. Общая химия. Учебник для технических направ. и спец. Вузов - 7-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2006 - с. 215-218, 224 – 231.


С.Б. Денисова, Е.А. Буйлова, Д.Р. Галиева

Ключевые слова:малорастворимые сильные электролиты, произведение растворимости, растворимость, ионно-обменные реакции, реакция нейтрализации.

 

Насыщенный раствор находится в равновесии с твердой фазой растворяемого вещества. Гетерогенное равновесие «осадокнасыщенный раствор» характеризует константа равновесия. Если малорастворимый электролит диссоциирует по уравнению: AmBn mAn+ + nBm-,

то выражение для константы равновесия – произведения растворимости () – будет иметь вид: Кр = = [An+]m·[Bm-]n, где [An+], [Bm-] – молярные концентрации ионов An+ и Bm-, соответственно, в насыщенном растворе. Например, для равновесия: СaSO4 Ca2+ + SO42–

= 3,72∙10-5 [моль2/л2] (при 25оС)

Следовательно, для насыщенного водного раствора малорастворимого электролита произведение равновесных молярных концентраций его ионов в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, есть величина постоянная при данной температуре, и называемая произведением растворимости.Зная произведение растворимости (ПР), можно вычислить растворимость вещества (S) при данных условиях, т.е. концентрацию насыщенного раствора в [моль/л] и в [г/л]. Например, для бинарных электролитов (ВaSO4, СaСO3, AgI и др.) растворимость [моль/л] численно равна: .

В ненасыщенном растворе возможно растворение дополнительного количества вещества, так как концентрация меньше, чем в насыщенном. Из перенасыщенного раствора осадок образуется, так как его концентрация больше, чем в насыщенном.

Отсюда вытекают условия образования и растворения осадка:

1. Если [An+]m·[Bm-]n = ПРAmBn, то осадок находится в равновесии с раствором (насыщенный раствор);

2. Если [An+]m·[Bm-]n > ПРAmBn, то осадок выпадает (перенасыщенный раствор);

3. Если [An+]m·[Bm-]n < ПРAmBn, то осадок растворяется (ненасыщенный раствор).

Важным следствием является правило, используемое для более полного удаления из раствора какого-либо иона: растворимость малорастворимого электролита уменьшается при введении хорошо растворимого электролита, имеющего одноименный (общий) ион с малорастворимым электролитом.

В водных растворах электролитов химические реакции протекают с участием ионов, такие реакции называются ионно-обменными, а уравнения этих реакций – ионными уравнениями.

В ионных уравнениях реакций формулы сильных электролитов записываются в виде ионов, формулы слабых электролитов, осадков и газов – в виде молекул.