Произведение растворимости

Понятие произведения растворимости связано с растворами малорастворимых сильных электролитов. Большинство малорастворимых электролитов в очень разбавленных растворах диссоциируют полностью, т.е. их можно рассматривать как сильные электролиты. Поэтому все приведенные ниже рассуждения относятся не только к растворам солей, но и к растворам оснований, таким как Al(OH)₃, Fe(OH)₃, Cu(OH)_2,, Th(OH)₄, и кислот H₂SiO₃ , H₃BO₃.

При постоянной температуре в насыщенном растворе малорастворимого электролита устанавливается термодинамическое равновесие между твердой фазой и ионами в растворе:

K _m А _{n (т)} D K _m А _{n (р)} = m + n ,

или, с учетом полной диссоциации электролита:

K _m А _{n (т)} D m + n .

В случае очень низкой растворимости электролита образуется крайне разбавленный раствор, который можно считать идеальным и использовать концентрационную константу равновесия:

K_с = .

Концентрация твердой фазы [K _m А _{n (т)}]=const, отсюда

K_с [K _m А _{n (т)}] = [ ] ^m [ ] ⁿ = ПР = const. (1.27)

При постоянной температуре в насыщенном растворе произведение концентраций (или активностей) ионов, на которые диссоциирует электролит, с учетом степеней, соответствующих стехиометрическим коэффициентам, есть величина постоянная. Она называется произведением растворимости (ПР) малорастворимого электролита.

Чем меньше значение ПР, тем хуже растворяется соединение. При внесении в раствор избытка ионов или выпадет дополнительное количество осадка, изменятся концентрации ионов в растворе (сдвиг равновесия диссоциации влево по принципу Ле-Шателье), но величина ПР останется постоянной при неизменной температуре.

Условием образования осадка является превышение произведения концентраций ионов над величиной произведения растворимости: С^m ()× Сⁿ () > ПР. Когда в растворе C^m ()× Cⁿ () < ПР, то электролит будет растворяться до тех пор, пока произведение концентраций ионов не сравняется со значением ПР.

Растворимость S, равная молярной концентрации насыщенного раствора, и произведение растворимости ПР малорастворимого электролита взаимосвязаны. Равновесные молярные концентрации ионов насыщенного раствора связаны с растворимостью соотношениями:

[ ]=mS и [ ]=nS.

Следовательно:

ПР = (mS) ^m(nS)ⁿ. (1.28)

Дата добавления: 2015-07-11