Растворимость. Произведение растворимости
Пример 1. Произведение растворимости PbSO4 равно 2,3·10-8. Вычислить:
а) концентрацию ионов Pb2+ и SO42-;
б) растворимость соли ( % по массе и моль/л).
Решение. Уравнение диссоциации PbSO4 ↔ Pb2+ + SO42-
ПР(PbSO4) = [Pb2+] [SO42-]
Обозначим молярную концентрацию насыщенного раствора PbSO4 через Х. Так как растворившаяся часть соли диссоциирована нацело, то [Pb2+] = [SO42-] = Х. Подставим Х в последнее равенство: 2,3·10-8= Х2, откуда
Х = √(2,3 ⋅10−8) = 1,5·10-4 моль/л.
Следовательно, [Pb2+] = [SO42-] = 1,5·10-4 моль/л, растворимость соли также равна 1,5·10-4 моль/л.
Найдем процентную (по массе) концентрацию раствора, принимая плотность разбавленного раствора равной единице (молекулярная масса PbSO4 равна 303 г/моль.):
в 1000 г раствора содержится — 1,5·10-4·303 г
в 100 г раствора — Х г
Х = 100·1,5⋅10-4 ⋅303/1000 = 4,5·10–3 % = 0,0045%.
Пример 2. Растворимость фосфата серебра Ag3PO4 в воде при температуре 20°C равна 6,15·10–3 г/л. Определить произведение растворимости.°
Решение. Молярная масса Ag3PO4 = 418,58 г/моль. Следовательно раствор содержит:
6,15·10-3/418,58= 1,6 10-5 моль/л.
Эта величина называется молярной растворимостью. При диссоциации Ag3PO4
Ag3PO4 ↔3 Ag+ + РO43-
образуется три иона Ag+ и один ион PO43-, поэтому концентрации ионов в растворе соответственно равны:
[PO43-] = 1,6·10-5 моль/л
[Ag+] = 3·1,6·10-5 моль/л
Произведение растворимости Ag3PO4 равно:
ПР(Ag3PO4) = [Ag+]3 · [PO43-] = (4,8·10-5)3·(1,6·10-5) = 1,77·10-18
Пример 3. Произведение растворимости MgS при температуре 25°С равно 2,0·10–15. Образуется ли осадок сульфида магния при смешении равных объемов 0,004н раствора нитрата магния и 0,0006н раствора сульфида натрия? Степени диссоциации этих электролитов принять за 1.
Решение. Уравнение реакции
Mg(NO3)2 + Na2S = MgS + 2NaNO3
При смешении равных объемов растворов объем смеси стал в два раза больше объема каждого из взятых растворов, следовательно концентрация растворенных веществ уменьшилась вдвое, т.е.
[Mg(NO3)2] = 0,004/2 = 0,002н
[Na2S] = 0,0006/2= 0,0003н
Для определения концентраций ионов Mg2+ и S2- необходимо выразить концентрации растворов в моль/л, т.е.
[Mg(NO3)2] = 0,002н = 0,001М; [Mg2+] = 1·10-3моль/л;
[Na2S] = 0,003н = 0,00015М; [S2-] = 1,5·10-4 моль/л
Отсюда, произведение концентраций ионов в растворе
[Mg2+] ·[S2-] = 1·10-3·1,5·10-4.
Эта величина больше произведения растворимости, следовательно осадок образуется.