Т А Пальчевська - Аналітична хімія та інструменентальні методи аналізу - страница 4

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 

концентрація фосфат іонів у два рази більша за Pb3(PO4)2, тому

[ PO43-] = 2 - 1,45-10-9 = 3,0-10-9 моль/л.

ДР Pb3(PO4)2 = [Pb2+]3 • [ PO43-]2 = (4,5-10-9)3- (3,0-10-9)2 =

= (9,Ы0-26) • (9,0 -10-18) = 8,240-43

 

Приклад 2. Добуток розчинності Ag3PO4 дорівнює 1,3-10-20. Визначити: а) молярні концентрації іонів Ag+ і PO43-; б) розчинність S (моль/л; г/л).

Розв'язання: Між насиченим розчином і осадом важко розчиненого електроліту встановлюється рівновага, що характеризується як добуток розчинності:

Ag3PO4 = 3Ag+ + PO43-,

ДРAgзPO4 = [Ag+]3- [PO43-] За добутком розчинності можна встановити розчинність (S) речовини у молях на літр. Але спочатку необхідно визначити молярну концентрацію іонів. При дисоціації з кожної молекули утворюється три іони Аргентуму та один фос­фат-іон, тому концентрація фосфат-іонів дорівнює концентрації солі

[PO43-] = [Ag3PO4], а концентрація іонів Аргентуму втричі більша:

[Ag+] = 3[Ag3PO4]

Тому, позначивши молярні концентрації солі та іонів через х і підставивши молярні концентрації іонів у рівняння ДР, ми зможемо знайти розчинність солі.

Позначимо розчинність солі Ag3PO4 через S моль/л (молярна розчинність), концентрація іонів дорівнює:

[PO43-] = [Ag3PO4] = S [Ag+ ] = 3S

Вираз значення ДРА^РО^:

^Ag3PO4 = (3S)3 (1S)1 Звідси формула для визначення розчинності солі Ag3PO4 матиме вигляд:S=


3+1


лВизначимо концентрацію іонів [Ag ] та [PO/'J в моль/л

Якщо молярна розчинність S (PO43-) = S, то [PO43-] = 4,7-10-6 (моль/л); а молярна розчинність іону Аргентуму 3S, то[Ag+ ] = 3 • 4,7-10"6 = 1,4-10"5 (моль/л) Визначимо розчинність в г/л MAg3po4 = 419 (г/моль)

mS = S M = 4,710 6 • 419 = 1,97 10-3 = 2 10 3 (г/л)

 

Приклад 3. Визначити розчинність кальцій оксалату CaC2O4 у 0,1 М розчині амоній оксалату (NH4)2C2O4, якщо уявна ступінь дисоціації (NH4)2C2O4 при цих умовах 70%, а ДРcac2o4 = 3,8 -10"9.

Розв'язання:

Рівняння дисоціації солей:
CaC2O4                Ca2+ + C2O42"

(NH4)2C2O4  в 2NH4+ + C2O42"

З рівнянь реакцій видно, що молярні концентрації: [CaC2O4] = [Ca2+] Концентрацію іонів Кальцію приймемо за х: [Ca2] = х. Загальна концентрація іонів оксалату внаслідок дисоціації (NH4)2C2O4 більша на 0,1 моль/л. Але згідно умови задачі амоній оксалат дисоціює на 70%, тобто 0,1- 0,7 = 0,07 моль/л, тому загальна концентрація оксалат іонів буде дорівнювати: [C2O4 "] = + 0,07), де х - концентрація іонів C2O4 " з кальцій оксалату, а 0,07 - з амоній оксалату. Так як концентрація іонів C2O42" з кальцій оксалату мала, а у присутності (NH4)2C2O4 спостерігається зменшення ступіні дисоціації СаС2О4. Тому концентрацією іонів C2O42", що утворюються за рахунок дисоціації CaC2O4, можна знехтувати й вважати загальну концентрацію іонів C2O4 ", що дорівнює концентрації (NH4)2C2O4, тобто 0,07 моль/л. Звідси

ДРcaC2O4 = [Ca2+] [C2O42"] 3,8 -10"9 = х 0,07 х = 3,8 -10"7 / 0,07 х = 5,4 -10"7 (моль/л)

Таким чином, у літрі 0,1 М розчину амоній оксалату (NH4)2C2O4, насиченого по відношенню до CaC2O4, буде міститися 5,4 -10" моль CaC2O4.

Приклад 4. Порівняйте розчинність солі аргентум карботату у чистій воді об'ємом 200 мл та в такому ж об'ємі 0,1 М розчину натрій карбонату, якщо ДРAg2COз = 6,210"12

Розв'язання:

Визначимо розчинність Ag2CO3 у воді. Сіль дисоціює згідно рівняння:   Ag2CO3 <-> 2Ag+ + CO32" Тому добуток розчинності для цієї солі буде мати такий вигляд:

ДР Ag2CO3 = [Ag+]2- [CO32"] Позначимо молярну концентрацію солі та іонів через х:

[Ag2CO3] = [CO32"] = х;[Ag2CO3] менше вдвічі, ніж [Ag+], тому   [Ag+] = 2х. Підставимо у вираз ДР для Ag2CO3: ДР Ag2CO3 = [Ag+]2 [CO32-]

6,2-10"12 = (2 х)2 х 6,2-10"12 = 4 х2 х 6,2-10"12 = 4х3 х =    ДР /4

х = 2+^/1,55 10-12 = 1,2-10" 4 (моль/л) Визначимо розчинність Ag2CO3 у 200 мл воді.

Розчинність солі Ag2CO3 = 1,2-10" 4 (моль/л), а нам потрібно визначити скільки грам Ag2CO3 розчиниться у 200 мл (0,2 л).   M(Ag2CO3) = 276 г/моль

mS (Ag2CO3) = 1,2-10" 4 моль/л - 276 г/моль - 0,2л = 6,6-10"3 (г)

Визначимо розчинність Ag2CO3 у 0,1 Мрозчині натрій карбонату .

Солі дисоціюють згідно рівнянь:      Ag2CO3                            2Ag+ + CO32"

Na2CO3                 2Na+ + CO32"

Молярна концентрація [Ag+] = 2х , а загальна концентрація іону карбонату [CO32-] = х + 0,1, де х - концентрація іону CO32" із аргентум карбонату, а 0,1 - із натрій карбонату. Так як розчинність Ag2CO3 незначна (6,2-10"12), а у присутності Na2CO3 вона ще менша, то концентрацією іонів CO32" , утворених за рахунок дисоціації Ag2CO3,   можна знехтувати і вважати

2"

загальну концентрацію іонів CO32", що дорівнює концентрації Na2CO3, тобто 0,1 моль/л. Звідси:

6,2-10"12 = (2 х)2 - 0,1 6,2-10"12 = 4 х2 - 0,1

6,2-10"12 / 0,1 = 4 х2 6,2-10"11 = 4 х2

x J6,2 -10= 3,9-10 6

4

 

Визначимо розчинність Ag2CO3 у 200 мл 0,1 Мрозчині Na2CO3.

Розчинність солі Ag2CO3 у 0,1 М розчині Na2CO3 зменшилась до 3,9-10"6 (моль/л). Визначаємо масу Ag2CO3, що розчиниться у 200 мл (0,2 л) 0,1 М розчині Na2CO3. М^2Ш3) = 276 г/моль.

mS (Ag2CO3) = 3,9-10"6 моль/л - 276 г/моль - 0,2л = 2,15-10"4 (г)Порівняємо розчинність Ag2COs у воді та 0,1 М розчині Na2CO3.

 

Порівнюючи дві величини видно, що розчинність солі Ag2CO3 у воді значно більша за розчинність у 0,1 М розчині натрій карбонату у 30,77 разів.

1 2 • 10-4 n = 1,2 10 6 = 30,77

3,9 • 10 -6

 

Приклад 5. Чи випаде осад, якщо змішати 30 мл 0,003 М розчину K2CrO4 і 20 мл 0,0002 М розчину AgNO3, якщо добуток розчинності Ag2CrO4 дорівнює 8,81012?

Розв'язання:

Визначимо концентрації розчинів після їх змішування.

При змішуванні двох розчинів концентрація іонів зміниться. Так як концентрація розчинів зворотно пропорційна їх об'єму, тобто С1/С2 = V2/V1, то Сі= С2 V/ Vi, звідси:

С1 = [K2CrO4] = 0,003-30/ 50 = 0,0018 = 1,8 10 3 (моль/л);

С2 = [AgNO3] = 0,0002- 20/ 50 = 0,00008 = 8-Ю"5 (моль/л).

Сполуки дисоціюють згідно рівнянь:

K2CrO4      2К+ + CrO42-

AgNO3      Ag+ + NO3"

В утворенні осаду беруть участь іони Ag та CrO4 ", їх концентрація відповідно дорівнює: [Ag+] = 8-10"5 (моль/л); [CrO42-] = 1,8-10"3 (моль/л). Утворена сіль дисоціює згідно рівняння:    Ag 2CrO4 *^ 2 Ag + + CrO42-

Звідси:   ДР (Ag2CrO4) = [Ag+]2 [CrO42"]

8,8-10-12 = [Ag+]2 [QO42"]

Добуток реальних концентрацій іонів (ІД) у розчині визначаємо:

ІД (Ag 2QO4) = [Ag+]2- [CrO42"] = (8-10-5)2 -1,8-10-3 = 115,2-10-13 = 1,15-10-11

Із розрахунків видно, що добуток реальних концентрацій іонів (1,15- 10-11) більше добутку розчинності (ДР = 8,8-10-12), тобто

ДР (Ag2CrO4) < [Ag+]2- [CrO42"],

а значить осад буде випадати. Це пояснюється тим, що іонний добуток концен­трацій (ІД) малорозчинного електроліту перевищує величину ДР, тобто утворюється перенасичений розчин (див. стор. 19).

 

Приклад 6. Який осад випаде в першу чергу, якщо до 0,1 М розчину NaCl
і Na! по краплинам додати розчин аргентум нітрату?                                               = 1,1*10-10;

ДП^і = 1 *10-16.Концентрація іонів [Cl-] і [І ] дорівнює: [NaCl] = [Cl-] = 0,1 моль/л; [Nal] = [І] = 0,1 моль/л.

Концентрація Ag+, яка необхідна для утворення осаду Agl:

Agl =^Ag+ + І-

ДРа^ = [Ag+][І-]

[ Ag + ] = Дра^ = 1-10-16 = 1 -10 -15 (моль/л) [/ " ] 0,1

Концентрація Ag+, яка необхідна для утворення осаду AgCl:

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 


Похожие статьи

Т А Пальчевська - Аналітична хімія та інструменентальні методи аналізу