Основы-аналитической-химии-Скуг-Уэст-т1 (1108740), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Теперь можно записать 1,57 10 з з (0,38)(0,78)з [Вазе[ [!О [з = 6,8 1О з Поступаем дальше, как обычно при расчете растворимости (гл. 3): растворимость з = [Ваз+), [10з [ си 0,066, з(0,066)з 6,8 10 з, з = 1,56 !О-ем. Интересно отметить, что растворимость, рассчитанная без учета ионной силы. равна 3,60 10 г М. Пренебрежение коэффициентами активности в расчетах равновесии. Обычно мы пренебрегаем коэффициентами активности и в выражениях для равновесия пользуемся просто молярными кон- 132 Глава 5 центрациями. Это упрощает вычисления и значительно сокращает количество необходимой информации, В большинстве случаев ошибки, вызванные приравннванием коэффициента активности к единице, не столь велики, чтобы привести к искажению результатов расчета. Из предыдущего примера, однако, видно, что пре~небрежение коэффициентами активности в расчетах такого типа может привести к значительной ошибке; относительная ошибка 1000 или больше в этом случае не редкость.
Студенту следует быть внимательным при расчетах, так как иногда замена активноств концентрацией может привести к большим ошибкам. Значительные расхождения наблюдаются в случае большой ионной силы (0,01 и более) или многозарядных ионов (см. табл. 5-4). Для разбавленных растворов (ионная сила '0,01) неэлектролитов или однозарядных ионов использование концентраций при расчетах по закону действующих масс часто дает довольно точные результаты. Важно также подчеркнуть, что уменьшение растворимости в присутствии иона одноименного с ионом осадка частично компенсируется одновременным увеличением растворимости за счет большей концентрации электролита, содержащего одноименный ион.
Этот эффект был проиллюстрирован в только что разобранном примере. Дополнительные факторы, влияющие на,растворимость осадков Температура. Большинство твердых веществ растворяется с поглотцением тепла. Поэтому при повышении температуры обычно увеличивается растворимость и соответственно произведение растворимости большинства малорастворимых соединений. Состав растворителя. Растворимость большинства неорганических соединений в смесях воды с органическим растворителем заметно меньше„ чем в чистой воде.
Данные о растворимости сульфата кальция, приведенные в табл.:5-5, типичны для этого явления. Скорость образования .осадка. Важно подчеркнуть, что по величине константы равновесия нельзя судить о скорости реакции. Многие реакции с большой константой достигают состояния равновесия с незначительной скоростью.
Реакции осаждения часто протекают медленно †д достижения равновесия необходимо несколько минут или даже часов, Иногда химик может извлечь пользу и из медленных реакций осаждения, проведя разделение, которое было бы невозможно при быстром достижении равновесия, Например, кальций можно отделить 133 Растворимость осадное Таблица 5-5 Растворимость сульфата кальция в водных растворах зтилового спирта' Раствориность, г Сазса/!00 г растворителя Концентрвмнг этилового спирта, массовые проценты Певатается ив 1б, б) с рверепгеаия. от магния осаждением в виде оксалата, несмотря на то что магний также образует оксалат с растворимостью, сопоставимой с растворимостью оксалата кальция.
Разделение возможно благодаря тому, что скорость установления равновесия образования оксалата магния гораздо меньше по сравнению со скоростью образования оксалата кальция;, если оксалат кальция отфильтровать сразу после осаждения, осадок практически не будет загрязнен магиием, но если осадок оставить в растворе, происходит его загрязнение.' ЗАДАЧИ 1. Произведения растворимости ряда иодндов равны: Иодиц Пр ТП 6 5.10-з Аа! ' 8,3.10 'т РМ, 7,1 10-е Нг!в 8,! !О гв Расположите указанные соединения в порядке уменьшения растворимости в а) воде, б) О,! 0 М растворе )Ча1, в) 0,10 М растворе соответствующего катиона.
2. Произведения растворимости ряда иодатов равны: Накат ' ПР А810в 3 0,10-в Яг(10е)в 3,3 !О т 1.в(10,)з 6,2.10-'з Се(10з)а 4 7 10 'т 6,2 13,6 23,8 33,0 41,0 0,208 0,100 0,044 0.014 0,0052 0,0029 134 Глаза 5 Расположите перечисленные соединения в порядке уменьшения растворимости в а) воде, б) 0,10 М растворе Ыа10а в) 0,10 М растворе соответствующего катиона. 3. Произведения растворимости Н1(ОН), и 1)Оз(ОН)з равны 40.10™ и 1,1 ° 1О-х' соответственно.
Равновесие растворения имеет вид (/О (ОН)а (тв,) и==» ()Оза++ 2ОН К раствору 0,100 М по (/Оа и НР+ добавили ЫаОН. а) Какой ион начнет осаждаться первымй б) Какова концентрация ОН--ионов, необходимая для понижения концентрации иона, осаждающегося первым, до 1,0-10-' г-ион/лу в) Возможно ли количественное разделение обоих ионов при контро. лируемой концентрации ОН- (разделенне считайте количественным при снижении исходной концентрации до 1,0 10 ' г-ион/л).
Если возможно, та в каком интервале концентраций ОН вЂ” 2 4. Принимая, что для количественного удаления иона достаточно снизить его концентрацию до 1,0 !О-' г-ион/л, определите, осуществимы ли в принципе указанные ниже разделения, если исходная концентрация каждого иона 0,100 г-иоп/л, Если разделение возможно, укажите условия, которые следует для этого создать. а) Аа+ от РЬ'+, используя Вг(ПР(РЬВгз) =3,9 10-а); ' б) С1- от 1-, используя Сп+; в) ВР+ от Аи+, используя 1- (ПР (ВПз) 8,1 ° 10™); чг) ТР+ от Т)Озь, используя ОН-(ПР(Т1(ОН),) =1 10-", ПР(Т10(ОН),') -1 10-ю); д) Вать от Ад+, используя БО~з (ПР(Айэ60ч) =1,6 10 з); *е) Рез+ от Сиз+, используя ОН-.
6. Определите, какие из приведенных ниже пар ионов можно разделить при контролируемой концентрации ионов водорода в насыщенном растворе Нз3. Пусть исходная концентрация каждого иона равна 0,100 г-ион/л и понижение концентрации до 1,0 10-' г-ион/л соответствует количественному удалению иона. Если разделение возможно, укажите интервал концентраций Н,О+„ который можно было бы использовать. ' а) Гет+ и Сбз», б) Сиз+ и Хпз+, ч в) Еа'+ и Мп'+(ПР(Еа,3з) =20 10-~з), г) Се'+ и Гез» (ПР (Сез3з)-6,0 !О и), ь д) Сбзе и Епз+, е) С<0+ и Т!+. 6.
Рассчитайте ПР' в присутствии 0,05 М КЫОз а) АКС1, б) Сп(ОН)з. в) Ва60ч, г) А1(ОН)з. 7. Рассчитайте ПР' в присутствии 0,0333 М Ва(ЫОз)з а) Т1С1, б) РЬСОз, В) А823, г) Ре(ОН)з. 8. Рассчитайте растворимость приведенных ниже соединений в 0,0333 М растворе ВаС1з, сначала учитывая коэффициенты активности. а затем пренебре- гая имк: а) Аа3СЫ, б) РЫь в] Ва30ь г) Сбзре(СН)з (Сбзре(СЫ)з(тв.)чь2Сбзг+Ре(СЫ)й; ПР 3,2!О П) ° Растворимость осадков !35 9.
Рассчитайте растворимость приведенных ниже соединений в 0,0167 М растворе Ва(ОН)ь сначала учитывая коэффициенты активности, а затем пренс. брегая ими: а) Аа10з, б) Мд(ОН)з в) Ва80ь г) Ре(ОН)з. '10. Рассчитайте растворимость ВаБО, в а) нейтральном растворе; б) в 0,100 М растворе НС! (НБОз+НзОчьНзО++501", Кз 1,2 ° 10 з). ' 11. Рассчитайте растворимость оксалата серебра АнэСзО, в растворе с кон- центрацией НэО+, равной а) 1,0.10 ' г-иои/л, б) 1,0 1Π— 4 г-ион/л, в) 1,0.10 з г-пон/л. 12.
Рассчитайте растворимость РЬз(Аэ04)з (ПР=4,1 10 з') в растворе с указанной неже концентрацией НзО+ (допуская, что РЬе+ не реагирует с НзО): а) 1,0 1О ' г-нон/л, б) 1,0 10 ' г-ион/л, в) 1,0 !О-' г-ион/л. 13. Рассчитайте растворимость АбзРОч (ПР=1,3 1Π— ю) в растворе с ука- занной ниже концентрацией НзО" (допуская, что Айэ не реагирует с НзО): а) 1,0 10-з, б) 1,010з, в) 1,0 10 'з.
14. Рассчитайте растворимость МиЫНгРО, (МйННзРОг(тв,) чьМйээ+ +ХНа+РОза ) в растворе с концевтрацией НзО+, равной ь а) 1,0 10 и г-ион/л, б) 1,0 10-' г-ион/л. 15. Рассчитайте раствоэоимость приведенных ниже сульфидов в воде, сна- чала пьоенебрегая реакцией Б — как основания, а затем учитывая основные свой- ства Б (допуская, что катионы не реагируют с НэО): ' а) Снб, б) РЬЯ, ч в) Мпб, г) РеБ. '16. Рассчитайте растворилзость ВаСОз в воде, сначала пренебрегая основ- ными свойствами СОзз, а затем учитывая их. 17. Рассчитайте растворимость АКеБОз в воде (ПР=1,5 1О™), сначала пренебрегая основными свойствами ЯОч, а затем учитывая их. 13.
Рассчитайте растворимость следующих оснований в воде: ь а) ТЬ(ОН)ч (ПР— 4.10™) б) А1 (ОН) з "в) РЬ(ОН), г) Мп(ОН)э. *19. Константы равновесия реакций АнС) с С1- равны [АйС!э] Айс!( .)+С! — ~ Айс),, К = С! — 2,0.10-; [АйС1зз-[ АйС!з [- С1- „==~ АЯС)з-, Кз [АйС1,[ [С! [ Рассчитайте растворимость АяС! в растворах со следующей концентрацией Ь[аС1: а) 20М, б) 0,50 М, в) 5,0.!Π— э М, г) 5,0.10-4 М 136 Главе 5 20. Дана константа устойчивости СиС!,з Си++ 2С! н: з~ СиС1з К = (С ч) (С1-)з Определите растворимость СиС! в растворах со следуюзцей концентрацией ХаС!: а) !ОМ, б) 1,010 'М, в) 1,О.!О М, г) 1,О 1О-з М,' д) 1,0 10-4 М.
' 21 Дана константа равновесия реакции образования А1(ОН),: А1(ОН)з (тв.)+ ОН и-=н А1(ОН)з * К = 10. Сколько миллилитров 1,0 М раствора ХаОН необходимо для полного растворе- ния 1,ОО г А1(ОН),, суспендированного в 100 мл воды? 22. При какой концентрации ОН- возможно растворение 0,200 г РЬ(ОН)з в 200 мл раствора? РЬ(ОН)з (тв,) + ОН ~~ РЬ(ОН)з, К = 5,0 10-з. ' 23. Константы устойчивости комплексов АЕ+ с 5зОз- равны АЯ++ 5зОз- ж==и А85зОз, Кз — — 6,6 10з; А95зО~ + 5,0з- а=~ Ай(5зОз)3-, Кз = 4,4 !Оз. Рассчитайте растворимость А81 в 0,200 М Хаз5зОз (допусная, что 5зОз зие взаимодействует с НзО+).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
