Гетерогенные равновесия в системе «осадок- раствор»

Гетерогенные
равновесия в
системе «осадокраствор»
Что такое гетерогенные
системы?
Гетерогенные системы – системы,
состоящие из нескольких фаз.
 Гетерогенное равновесие –
равновесие, устанавливающееся на
границе раздела фаз.

Классификация растворов по
признаку насыщенности
РАСТВОРЫ
Ненасыщенные
Насыщенные
Пересыщенные
Растворимость – способность вещества образовывать
растворы с другими веществами.
Молярная растворимость S – количество растворенного вещества,
содержащееся в 1 л его насыщенного раствора, моль/л
От каких факторов зависит растворимость вещества?
Равновесие «осадок-раствор»
Осадок
Растворение
Раствор
Осаждение
CaCO3 (тв.)  Ca2+ (aq) + CO32- (aq)
Произведение растворимости
BaSO4  Ba2+ + SO42ПР (BaSO4) = [Ba2+] [SO42-] = 1,110-10 (25 °С)
ПР
K°s
L
Ks (BaSO4) = [Ba2+] [SO42-] = 1,110-10 (25 °С)
Произведение растворимости есть величина постоянная при постоянной t°
Ca3(PO4)2  3Ca2+ + 2PO43Ks (Ca3(PO4)2) = [Ca2+]3 [PO43-]2 = 110-25 (25 °С)
Сравниваем растворимость
Соединение
Ks
S, моль/л
CaSO4
2,510-5
510-3
SrSO4
3,210-7
5,6610-4
PbSO4
1,610-8
1,2610-4
BaSO4
1,110-10
1,0510-5
Сравниваем растворимость
Соединение
Ks
S, моль/л
AgCl
1,7810-10
1,3310-5
Ag2MoO4
2,810-12
8,8810-5
Ag2SO3
1,510-14
1,5510-5
Ag3PO4
1,310-20
0,6210-5
Рассчитываем растворимость
Рассчитайте растворимость AgCl
Ks = 1,7810-10 при 25 °С
AgCl  Ag+ + ClKs = [Ag+][Cl-] =1,7810-10
[Ag+][Cl-] =1,7810-10
x = [Ag+] = [Cl-]
x2 = 1,7810-10
x = 1,7810-10 = 1,3310-5 (моль/л)
S (AgCl) = 1,3310-5 моль/л
Рассчитываем растворимость
Рассчитайте растворимость Ag3PO4
Ks = 1,310-20 при 25 °С
Ag3PO4  3Ag+ + PO43Ks = [Ag+]3[PO43-] =1,310-20
[Ag+]3[PO43-] =1,310-20
x = [PO43-]
x4 = 1,310-20
4
x = (1,310-20) = 0,6210-5 = 6,210-6 (моль/л)
S (Ag3PO4) = 6,210-6 моль/л
Условия осаждения
BaSO4  Ba2+ + SO42Ионное произведение = с(Ba2+)c(SO42-)
Если с(Ba2+)c(SO42-) > Ks  осадок выпадает
Если с(Ba2+)c(SO42-) < Ks  осадок не выпадает
XnYm  nXm+ + mYnЕсли сn(Xm+)cm(Yn-) > Ks  осадок выпадает
Влияние одноименного иона.
Солевой эффект
Растворимость малорастворимого
электролита уменьшается при введении
в раствор сильных электролитов,
содержащих одноименные ионы
 Солевой эффект: растворимость
осадков увеличивается при введении в
раствор сильных электролитов, не
имеющих с осадком общих ионов

BaSO4 при введении в раствор KNO3, NaCl и т.д.
Растворение осадка
1. Изменение рН
CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2 + H2O
2. Комплексообразование
Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]CaCl2 + (NH4)2SO4 = CaSO4 + 2 NH4Cl
CaSO4 + (NH4)2SO4 = (NH4)2[Ca(SO4)2[
Изменение состава осадка
Осадок 1
Осадок 2
Задача 1 на осаждение
Для обнаружения иона Са2+ смешали равные объемы 0,01 М
растворов CaCl2 и K2SO4. Выпадет ли осадок СаSО4?
При смешивании исходных растворов общий объем системы
увеличился в 2 раза,
поэтому концентрации K2SO4 и СаCl2 уменьшились в 2 раза:
c (K2SO4) = 0,005 моль/л = 5 • 10–3 моль/л
c (CaCl2) = 0,005 моль/л = 5 • 10–3 моль/л
1 моль СаCl2  1 моль ионов Са2+,
1 моль K2SO4  1 моль ионов SO42–
c (SO42–) = 0,005 моль/л = 5 • 10–3 моль/л
c (Ca2+) = 0,005 моль/л = 5 • 10–3 моль/л
Ионное произведение будет равно 2,5 • 10–5,
а Ks (CaSO4) = 6,1 • 10–5.
Осадок не образуется
Задача 2 на осаждение
Для обнаружения иона Са2+ смешали равные объемы
0,1 М раствора CaCl2 и 0,01 М K2SO4. Выпадет ли осадок СаSО4?
При смешивании исходных растворов общий объем системы
увеличился в 2 раза,
поэтому концентрации K2SO4 и СаCl2 уменьшились в 2 раза:
c (K2SO4) = 0,005 моль/л = 5 • 10–3 моль/л
c (CaCl2) = 0,05 моль/л = 5 • 10–2 моль/л
1 моль СаCl2  1 моль ионов Са2+
1 моль K2SO4  1 моль ионов SO42–
c (SO42–) = 0,005 моль/л = 5 • 10–3 моль/л
c (Ca2+) = 0,05 моль/л = 5 • 10–2 моль/л
Ионное произведение будет равно 2,5 • 10–4,
а Ks (CaSO4) = 6,1 • 10–5.
Осадок образуется
Спасибо за внимание!
Произведение растворимости для некоторых веществ при 25 С
Вещество
Ks
AgBr
6 • 10–13
AgCl
1,8 • 10–10
Вещество
CaSO4
Ks
6 • 10–5
Вещество
Mn(OH)2
Ks
4 • 10–14
CdS
7,9 • 10–27
MnS
1,4 • 10–15
Ag2CO3
6 • 10–12
Cr(OH)3
6,7 • 10–31
Ni(OH)2
1,6 • 10–14
Ag2CrO4
4,4 • 10–12
Cu(OH)2
5,6 • 10–20
NiS
1,8 • 10–21
AgI
1,1 • 10–16
CuS
4 • 10–38
PbCl2
1,6 • 10–5
Ag3PO4
1,8 • 10–18
Cu2S
2 • 10–47
PbCO3
1,5 • 10–13
Ag2S
7,2 • 10–50
FeCO3
2,5 • 10–11
PbCrO4
1,8 • 10–14
Ag2SO4
7,7 • 10–5
Fe(OH)2
1,4 • 10–15
Pb(OH)2
3,4 • 10–28
Al(OH)3
2 • 10–33
Fe(OH)3
4 • 10–38
PbS
1 • 10–29
BaCO3
5 • 10–9
FeS
4 • 10–19
PbSO4
1,6 • 10–8
BaCrO4
1,6 • 10–10
Hg2Cl2
1 • 10–18
Sn(OH)2
5 • 10–26
BaSO4
1,1 • 10–10
HgS
4 • 10–53
SnS
1 • 10–28
CaCO3
4,8 • 10–9
Hg2SO4
6,2 • 10–7
SrCO3
1 • 10–9
CaF2
4 • 10–11
Li2CO3
1,7 • 10–3
SrSO4
3 • 10–7
CaHPO4
5 • 10–6
MgCO3
1 • 10–5
ZnCO3
6 • 10–11
Ca(OH)2
5,5 • 10–6
Mg(OH)2
5,5 • 10–12
Zn(OH)2
4 • 10–16
Ca3(PO4)2
1 • 10–25
MnCO3
5,5 • 10–10
ZnS
1,1 • 10–24