14.Reakcje stracania osadów. Iloczyn rozpuszczalności, PRAWO DZIAŁANIA MAS


13. REAKCJE STRĄCANIA OSADÓW. ILOCZYN ROZPUSZCZALNOŚCI.

Roztwór nasycony to roztwór pozostający w równowadze z substancją rozpuszczaną, która więcej się już w nim nie rozpuszcza.

Rozpuszczalność substancji wyraża masę tej substancji wyrażoną w gramach, którą możemy rozpuścić w 100 gramach rozpuszczalnika z utworzeniem roztworu nasyconego. Inaczej jest to stężenie substancji rozpuszczonej w jej roztworze nasyconym.

Reakcje strąceniowe - przykłady, zapis jonowy:

AgNO3 + HCl HNO3 + AgCl Ag+ + Cl- AgCl

CuSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2

nAm+ + mBn- (AnBm )osad

W nasyconym roztworze trudno rozpuszczalnego elektrolitu o wzorze ogólnym AB, pozostającego w kontakcie z osadem, ustala się stan równowagi dynamicznej:

(AB)osad A+ + B-

Stała równowagi tego typu reakcji ma postać:

K = [A+][B-] / [AB]osad

Stężenie osadu [AB]osad ma w stałej temperaturze wartość stałą, a zatem stałą K oraz stałą wartość [AB]osad można wyrazić za pomocą wspólnej stałej LAB zwanej iloczynem rozpuszczalności. (LAB = K * [AB])

LAB = [A+][B-]

Iloczyn rozpuszczalności jest to iloczyn stężeń jonów trudnorozpuszczalnego elektrolitu w jego roztworze nasyconym. LAB jest miarą.. rozpuszczalności trudno rozpuszczalnych elektrolitów.

W przypadku kiedy trudno rozpuszczalny elektrolit dysocjuje na kilka jonów, najczęściej o wyższej wartościowości:

(AnBm )osad nAm+ + mBn-

wyrażenie na iloczyn rozpuszczalności przyjmuje postać: LAnBm = [Am+]n . [Bn-]m

Przykład: Bi2S3 <=> 2Bi3+ + 3S2- L = [Bi3+]2 . [S2-]3

Molową rozpuszczalność trudno rozpuszczalnego elektrolitu w nasyconym roztworze, wyrażoną w [mol/dm3] oznaczono literą S.

Uwzględniając rozpuszczalność molową S mamy:

LAnBm = [Am+]n . [Bn-]m = (nS)n . (mS)m = nn . mm . S(n+m)

0x08 graphic

i ostatecznie: S = (LAnBm /nn . mm)(n+m)

Dla wyżej napisanego przykładu możemy odczytać, że z jednego mola Bi2S3 otrzymamy dwa mole Bi3+ i trzy mole S2-. Po podstawieniu stężeń do iloczynu jonowego otrzymuje się:

L = [Bi3+]2 . [S2-]3 = (2S)2 . (3S)3 = 108 S5

Stąd: S = (L/108)0.2

Grupa substancji rozpuszczalnych

Grupa substancji praktycznie nierozpuszczalnych

Zad.1.

Oblicz wartość iloczynu rozpuszczalności AgCl jeżeli w 200 ml roztworu rozpuszcza się 0.3 mg soli.

RAgCl = 0.3 mg/0.2 dm3 . 143.32 g/mol = 1.047x10-5 mol/dm3

AgCl Ag+ + Cl-

[Ag+] = [Cl-] = 1.047x10-5 mol/dm3

LAgCl = [Ag+][Cl-] = 1.1x10-10 mol/dm3

Zad.2.

Obliczyć rozpuszczalność (sm) Fe2S3 w g/dm3, jeśli jego iloczyn rozpuszczalności wynosi 1.0x10-88.

Fe2S3 2Fe3+ + 3S2-

LFe2S3 = [Fe3+]2[S2-]3 = (2s)2(3s)3 = 108s5

108s5 = 1.0x10-88, s = (1.0x10-88/108)0.2

s = 9.847 . 10-19 mol/dm3

M = 207.996 g/mol

sm = s . M = 9.847 . 10-19 mol/dm3 . 207.996 g/mol = 2.047x10-16g/dm3

Zad.3.

Zmieszano 150 ml 0.0015 molowego roztworu KJ i 100 ml 0,01 molowego roztworu AgNO3. Czy wytraci się osad AgJ, jeśli LAgJ = 8.3x10-17?

V = (150 + 100)ml = 250 ml

[KJ] = [J-] = 150x0.0015/250 mol/dm3 = 0.0009 mol/dm3

[AgNO3] = [Ag+] = 100x0.01/250 mol/dm3 = 0.004 mol/dm3

[Ag+][J-] = 0.004 mol/dm3 x 0.0009 mol/dm3 = 3.6x10-6(mol/dm3)2 > LAgJ = 8.3x10-17

Osad AgJ wytrąci się, ponieważ iloczyn rozpuszczalności AgJ został przekroczony.

Tabela rozpuszczalności

KATIONY

NH4+

Na+

K+

Ag+

Mg2+

Ca2+

Ba2+

Zn2+

Cu2+

Pb2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

A
N
I
O
N
Y

OH-

Cl-

Br-

I-

S2-

NO3-

CH3COO-

CO32-

SO42-

PO43-

SiO44-

 

Bardzo słabo rozpuszczalny

 

słabo rozpuszczalny

 

rozpuszczalny

 

bardzo dobrze rozpuszczalny

 

zachodzą skomplikowane reakcje



Wyszukiwarka