Расчет растворимости осадка по ПР

Большинство осадков в гравиметрическом анализе представляют собой соединения ионного характера. К ним относятся соли, основания, кислоты. В насыщенном растворе скорость растворения осадка и скорость его образования равны, т.е. мы имеем дело с равновесной гетерогенной системой, характеризующейся константой равновесия, называемой произведениемрастворимости (ПР).

Рассмотрим реакцию: M_nA_m ¯ = nM^+m + mA^-n,

K_s = [M^+m] ⁿ ·[A^-n] ^m = ПР.

Пусть растворимость вещества M_nA_m составляет S, моль/дм³, тогда С _равн. (M_nA_m) = S. Предполагая полную диссоциацию находящихся в насыщенном растворе молекул M_nA_m, равновесные концентрации ионов будут равны: [M^+m] = nS, [A^-n] = mS. Следовательно, константу равновесия (произведение растворимости ионов) можно представить как

К_s = ПР = [M^+m] ⁿ ·[A^-n] ^m = [ nS ] ⁿ ·[ mS ] ^m = nⁿ × m^m · S ^{( m + n )},

откуда

.

Важно знать максимально возможное значение ПР или S, при котором можно не учитывать потери вещества за счет растворимости осадка.

Цена деления обычных аналитических весов составляет 10^{-4 г (0,1 мг). Тогда потери определяемого вещества за счет растворимости Δ}m ≤ 0,1 мг составят меньше 0,1 % при минимальной массе гравиметрической формы ≥ 0,1 г, что практически не скажется на результатах анализа.

Примем молярную массу вещества осадка, равную 100 г/моль, а объем раствора – 1 дм³. Тогда S _max = Δ m / M · V ≤ 1·10^-4/(100·1) ≤ 10^-6 моль/дм³, а величина
ПР ≤ S _max^{( m + n )}× m^m × nⁿ ≤ S ² ≤ 10^-12 при m = n = 1.

ВЫВОД: В обычных условиях гравиметрического анализа необходимая и достаточная граница растворимости осаждаемого соединения не должна превышать 10^-6 моль/дм³ (максимальная допустимая растворимость осадка).

Если S больше 10^-6 моль/дм³, то для уменьшения потерь необходимо принимать меры для более полного осаждения интересующего нас компонента за счет изменения условий, уменьшающих растворимость осадка (избыток осадителя, снижение температуры, изменение рН и др.).

Дата добавления: 2015-10-02