Глава 4. Произведение растворимости
§ 18. Фазовое равновесие в насыщенном растворе малорастворимого электролита
§ 19. Условия осаждения и растворения
§ 20. Переосаждение
Известно, что предсказание направления переосаждения малорастворимых солей (например, при переводе сульфата кальция в менее растворимый карбонат кальция) простым сравнением значений произведения растворимости приводит к правильному результату только при одинаковом молярном соотношении катионов и анионов в переосаждаемых веществах. Если этот состав отличается, приходится рассчитывать растворимость веществ или концентрацию общего иона в их насыщенных растворах, а затем использовать условия осаждения и растворения осадков.
Однако такие рассуждения слишком сложны и порой малоубедительны. Поэтому для реакций переосаждения следует использовать расчет констант равновесия соответствующих реакций, типа
CaSO4(т) + CO32− = CaCO3(т) + SO42−; Kc = ?
Для определения Kc для этого гетерогенного равновесия сначала следует записать выражение по закону действующих масс, а затем воспользоваться искусственным приемом - домножить и числитель, и знаменатель на одну и ту же величину, с таким расчетом, чтобы в итоге получились выражения произведения растворимости веществ, представляющих собой твердые фазы (а именно: сульфата кальция и карбоната кальция).
В качестве конкретного примера установим, в каком направлении легче провести осаждение малорастворимой соли - перевести бромат серебра в иодид или наоборот, иодид серебра в бромат (задача 12). Иными словами, определим то направление превращений, которое легче осуществить: при добавлении иодид-ионов к насыщенному водному раствору AgBrO3, либо при добавлении бромат-ионов к насыщенному водному раствору AgI.Задача 12. Определите направление реакции осаждения малорастворимой соли:
Решение >>>
Полученное при решении этой задачи значение константы равновесия много больше 1, так что равновесие реакции, которую мы рассматриваем, сильно смещено вправо, в сторону осаждения иодида серебра. Это вполне согласуется с известными экспериментальными фактами.
Усложним нашу задачу, возьмем в качестве примера переосаждение сульфита серебра в ортофосфат (задача 13). Иными словами, определим направление превращений, которое легче осуществить: при добавлении ортофосфат-ионов к насыщенному водному раствору сульфита серебра, или при добавлении сульфит-ионов к насыщенному водному раствору ортофосфата серебра.
Задача 13. Установите предпочтительное направление реакции осаждения малорастворимой соли:
Решение >>>
Поскольку в данном случае значение константы равновесия реакции переосаждения много меньше единицы, можно сделать вывод, что легче получить сульфит серебра из фосфата, а не наоборот. На этот результат следует обратить особое внимание, поскольку произведение растворимости ортофосфата серебра меньше, чем сульфита серебра (однако при разной стехиометрии соединений различна и зависимость растворимости от произведения растворимости).
Процессы переосаждения имеют важное значение при проведении аналитических операций выделения и разделения катионов или анионов (химический анализ растворов) и при извлечении ценных компонентов (например солей редких металлов) из природного минерального сырья.
Отвечать на вопросы
Заглавная страница