5020057455

ILOCZYN ROZPUSZCZALNOŚCI SOLI TRUDNOROZPUSZCZALNYCH. EFEKTY SOLNE.

B-2.2

1. Wstęp teoretyczny:

Iloczyn rozpuszczalności - iloczyn odpowiednich potęg stężeń jonów (stężeniowy) lub aktywności jonów (termodynamiczny) znajdujących się w nasyconym roztworze elektrolitu. Ma charakter stałej równowagi dynamicznej i zależy od temperatury.

Dla przykładowej soli M_mX_x ulegającej w roztworze reakcji dysocjacji elektrolitycznej:

(M_mX_x)_s <-»    + (xA—")₍

gdzie indeks "s" oznacza ciało stałe (sól) a "I" roztwór. Termodynamiczny iloczyn rozpuszczalności jest równy (dla uproszczenia pominięto ładunki jonów):

Ir = (a_Mr M^X

gdzie a_A = [A] f_A jest aktywnością, [A] oznacza stężenie, a fto współczynnik aktywności.

W prostych zastosowaniach używa się definicji stężeniowego iloczynu rozpuszczalności, w której aktywność jonów zastępuje się stężeniem:

Ir = [M^+X]^m[X~^m]^X

gdzie wszystkie wartości w nawiasach kwadratowych to stężenia molowe określonych jonów.

Teoretycznie w roztworze iloczyn stężeń jonów liczony wg powyższego wzoru nie może przekraczać pewnej wartości granicznej. Jeżeli iloczyn ten jest mniejszy od wartości granicznej, to wówczas cała sól pozostaje w roztworze (nie ma osadu). Jeżeli iloczyn stężeń jonów jest równy wartości granicznej, to mówi się, że roztwór jest nasycony (może, ale nie musi być w kontakcie z osadem). Przekroczenie wartości granicznej iloczynu powoduje wypadanie osadu na skutek spontanicznej krystalizacji.

Rozpuszczalność soli. Proste przekształcenie wzoru na iloczyn rozpuszczalności prowadzi do wzoru określającego rozpuszczalność danej soli w czystej wodzie:

j

Ru = *⁺T/——

V T^xrn^m

gdzie: R_w - to maksymalne stężenie molowe soli.

Rozpuszczalność w roztworze zawierającym inne sole zależy od natury obecnych jonów i cząsteczek.

Jeżeli do roztworu wprowadzimy jony wspólne z daną solą, wówczas rozpuszczalność tej soli ulegnie zmniejszeniu, zgodnie z równaniami:

•dla wspólnego kationu (dodano łatwo rozpuszczalną sól zawierającą jony M w ilości odpowiadającej stężeniu w roztworze C_M):