• Czy wytrąci się osad? Przykłady obliczeń

Zadanie 3.
Zmieszano 100,0 cm³ roztworu AgNO₃ o stęż. 1,0x10^-4 mol/dm³ oraz taką samą objętość roztworu zawierającego 0,6001 g jonów CO₃^2-. I_Ag2CO3 =6,2x10^-12
Czy uzyskamy osad węglanu srebra ?

Rozważamy równowagę w układzie Ag₂CO₃ 2Ag⁺ + CO₃^2-

Aby odpowiedzieć na postawione w zadaniu pytanie musimy porównać dwie wartości liczbowe:
iloczyn jonowy jonów wchodzących w skład ewentualnego osadu Ag₂CO₃ oraz iloczyn rozpuszczalności Ag₂CO₃;
aby osad powstał musi być spełniony warunek I_Ag2CO3 < I_jonowy

Obliczamy stężenia jonów Ag⁺ i CO₃^2- po zmieszaniu roztworów:
[Ag⁺] = 0,5 C_AgNO3 = 0,5x10^-4 = 5x10^-3
[CO₃^2-] = 0,5 m_CO3 / M_CO3 = 0,5 (0,6001/60,01) = 5x10^-3

iloczyn jonowy : [Ag⁺]² [CO₃^2-] = (5x10^-3)² (5x10^-3) = 1,25x10^-7
iloczyn rozpuszczalności : [Ag⁺]² [CO₃^2-] = 6,2x10^-12

tak więc il. jonowy > il. rozpuszczalności
1,25x10^-7 > 6,2x10^-12
Po pomieszaniu roztworów o podanych objętościach i stężeniach uzyskamy osad Ag₂CO₃.



Zadanie 4.
Dodajemy jedną kroplę roztworu NaCl o stęż. 0,0100 mol/dm³ do 10 cm³
a) roztworu AgNO₃ o stęż. 0,0040 mol/dm³
b) roztworu Pb(NO₃)₂ o stęż. 0,0040 mol/dm³
Czy otrzymamy osad AgCl lub PbCl₂ ?
I_AgCl=1,6x10^-10 ; I_PbCl2 =1,6x10^-5 ( 1 kropla = 0,05 cm³)

Ad.a
Po dodaniu kropli NaCl do roztworu AgNO₃ może powstać osad AgCl o ile zostanie spełniony warunek
iloczyn jonowy [Ag⁺][Cl^-] > iloczyn rozpuszczalności AgCl

Obliczamy stężenie jonów Cl^- w uzyskanym roztworze:
[Cl^-] = (v_kropli x C_NaCl)/ V_całkowita = (0,05x10^-3x 0,0100)/10,05x10^-3 = 4,975x10^-5
oraz stężenie jonów Ag⁺
[Ag⁺] = (V_AgNO3/V_całkowita)C_AgNO3 = (10x10^-3/ 10,05x10^-3)0,0040= 3,980x10^-3

iloczyn jonowy: [Ag⁺][Cl^-] = 3,980x10^-3 x 4,975x10^-5 = 1,980x10^-7
iloczyn rozpuszczalności AgCl = 1,6x10^-10
wobec tego osad AgCl powstanie

Ad.b
Po dodaniu kropli NaCl do roztworu Pb(NO₃)₂ może powstać osad PbCl₂ o ile zostanie spełniony warunek
iloczyn jonowy [Pb²⁺][Cl^-]² > iloczyn rozpuszczalności PbCl₂

Obliczamy stężenie jonów Cl^- w uzyskanym roztworze:
[Cl^-] = (v_kropli x C_NaCl)/ V_całkowita = (0,05x10^-3x 0,0100)/10,05x10^-3 = 4,975x10^-5
oraz stężenie jonów Pb²⁺
[Pb²⁺] = (V_Pb(NO3)2/V_całkowita)C_AgNO3 = (10x10^-3/ 10,05x10^-3)0,0040= 3,980x10^-3

iloczyn jonowy: [Pb²⁺][Cl^-]² = 3,980x10^-3 x (4,975x10^-5)² = 9,851x10^-12
iloczyn rozpuszczalności PbCl₂= 1,6x10^-5
wobec tego osad PbCl₂ nie powstanie.



Zadanie 4.
Do 3 cm³ nasyconego roztworu MgCO₃ dodano 10 kropli roztworu KOH o stężeniu masowym 10 g/kg. Uzasadnij obliczeniami czy powstanie osad Mg(OH)₂.
Objętość 1 kropli = 0,05 cm³ ; I_MgCO3 = 10^-5 ; I_Mg(OH)2 = 5x10^-12

I znów musimy sprawdzić czy spełniony jest warunek iloczyn jonowy [Mg²⁺][OH^-]² > I_Mg(OH)2

Obliczamy więc faktyczne stężenie jonów Mg²⁺ i jonów OH^- po zmieszaniu roztworów.

[Mg²⁺] w nasyconym roztworze węglanu magnezu to
ale po dodaniu 10 kropli = 0,5 cm³ KOH trzeba uwzględnić rozcieńczenie
[Mg²⁺] = (3/3,5) x 3,1623x10^-3 = 2,7105x10^-3

Roztwór KOH o stężeniu masowym 10g/kg to roztwór, który zawiera 10 g KOH w 1 kg roztworu, czyli jest on bardzo rozcieńczony, stąd można przyjąć, że gęstość tego roztworu wynosi 1 g/cm³.
Oznacza to, że 10 g KOH znajduje się w 1dm³ roztworu, czyli stężenie molowe KOH = OH^- wynosi:
[OH^-] = 10/56,11= 0,1782
ale po zmieszaniu z roztworem nasyconym MgCO₃ i uwzględnieniu rozcieńczenia będzie to
[OH^-] = (0,5/3,5) x 0,1782 = 2,5457x10^-2

wobec tego
iloczyn jonowy [Mg²⁺][OH^-]² = 2,7105x10^-3 x (2,5457x10^-2)² = 1,7566x10^-6
a to jest dużo więcej niż wynosi iloczyn rozpuszczalności Mg(OH)₂ - 5x10^-12
Wniosek: osad wodorotlenku magnezu powstanie.

---