Равновесия в гетерогенных системах презентация

ЛЕКЦИЯ 9 Равновесия в гетерогенных системах Система, состоящая из нескольких фаз, называется гетерогенной системой, а устанавливающееся в ней равновесие – гетерогенным.

Константа растворимости Раствор, находящийся в динамическом равновесии с твердой фазой, называется насыщенным.

Задача 1: Установлено, что концентрация ионов серебра в насыщенном растворе йодида серебра составляет 1,08•10-6 г/л. Вычислите константу растворимости иодида серебра. Решение: Равновесие в гетерогенной системе описывается уравнением: AgIтв ↔ Ag+ + I-. Константа растворимости иодида серебра равна:

Растворимость, ее связь с константой растворимости Под растворимостью (S) понимают молярную концентрацию малорастворимого соединения в насыщенном растворе. (МрАq)тв. ↔ pMq+ + qАр- S p∙S q∙S , откуда Задача: Рассчитайте растворимость хромата серебра, если KS(Ag2CrO4) = 1,29∙10-12.

Константу растворимости хромата серебра выразим через растворимость: Константу растворимости хромата серебра выразим через растворимость:

Сравнение способности малорастворимых соединений к растворению по величине КS Для сравнения растворимости осадков можно использовать величину константы растворимости, но так можно поступать лишь в том случае, когда малорастворимые соли имеют одинаковый стехиометрический состав. Например, сравнивая величины КS сульфатов щелочноземельных металлов, имеющих одинаковый стехиометрический состав 1:1 KS(CaSO4) = 2,5∙10-5; KS(SrSO4) = 3,2∙10-7; KS(BaSO4) = 1,1∙10-10 наиболее растворимая наименее растворимая Если стехиометрический состав солей различен, то необходимо рассчитать растворимость соли (чем она меньше, тем менее растворимой является соль). Задача: Какая из солей наиболее растворима: AgCl или Ag2CrO4?

Влияние одноименного иона на растворимость осадка При увеличении концентрации одного из ионов малорастворимого соединения в его насыщенном растворе концентрация другого иона уменьшается. Вычислим растворимость соли состава МрАq в насыщенном растворе в присутствии одноименных ионов Ар- в концентрации С(А) моль/л (активной концентрации аА ). В растворе устанавливается равновесие в соответствии с уравнением: (МрАq)тв. ↔ pMq+ + qАр- Обозначим растворимость соли через S, тогда концентрация катионов в растворе [M] составит pS, а активная концентрация анионов [А]: [аА +qS] моль/л. Константа растворимости будет равна:

Задача: Вычислите растворимость AgCl в 0,01 М растворе KCl. Задача: Вычислите растворимость AgCl в 0,01 М растворе KCl. Решение: в растворе устанавливается равновесие: AgClтв ↔ Ag+ + Cl-. KS(AgCl) = [Ag+] ∙ [Cl-] = 1,78∙10-10 (из справочника). Обозначим растворимость AgCl через S; тогда [Ag+] = S; [Cl-] =[аCl + S] ≈ аCl . Рассчитаем ионную силу раствора (ионами, образовавшимися за счет растворимости малорастворимого соединения AgCl, пренебрегаем): I = ½ CiZi2 = ½(СK·ZK2 + СCl·ZCl2) = ½ (0,01·12 + 0,01·12) = 0,01. По справочнику находим значение коэффициента активности хлорид-ионов при ионной силе раствора, равной 0,01: ± = 0,899. Соответственно: аCl ≈ С(KCl)·± = 0,01· 0,899 = 0,00899 моль/л. Подставим найденные величины в уравнение для вычисления KS: KS(AgCl) = S · аCl, откуда получаем:

Введение в насыщенный раствор одной соли других сильных электролитов, не содержащих одноименные ионы, приводит к увеличению растворимости осадка, т.к. Введение в насыщенный раствор одной соли других сильных электролитов, не содержащих одноименные ионы, приводит к увеличению растворимости осадка, т.к.

Задача: Выпадает ли осадок в растворе, содержащем BaCl2 в концентрации 0,02 моль/л и Na2SO4 в концентрации 0,001 моль/л? Задача: Выпадает ли осадок в растворе, содержащем BaCl2 в концентрации 0,02 моль/л и Na2SO4 в концентрации 0,001 моль/л? Решение: Напишем уравнение химической реакции: BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaCl, в результате которой образуется малорастворимое соединение BaSO4. По справочнику KS(BaSO4) = 1,1∙10-10.   1) Приближенное вычисление без учета коэффициентов активности ионов в растворе. Ионное произведение сульфата бария будет вычисляться по формуле: ИП = С(Ba2+)·С(SO42-). По условию задачи: С(Ba2+) = С(BaCl2) = 0,02 моль/л; С(SO42-) = С(Na2SO4) = 0,001 моль/л. Вычислим ИП: ИП = 0,02∙0,001 = 2∙10-5. Получили, что ИП > KS (2∙10-5 > 1,1∙10-10), следовательно, малорастворимое соединение BaSO4 в данном случае выпадет в осадок.