При растворении электролита, например соли, в воде растворение прекращается, если получается насыщенный раствор, т. е. когда между солью и находящимися в растворе ионами установится равновесие. Например, в насыщенном растворе малорастворимого фторида магния устанавливается такое равновесие:
Константа равновесия для этого процесса выражается уравнением:
Поскольку концентрация твердой соли (знаменатель дроби) величина постоянная, то ее можно ввести в константу (К'). Тогда получим:
Таким образом, в насыщенном растворе малорастворимого электролита произведение концентраций образующих его ионов в степенях их стехиометрических коэффициентов есть величина постоянная при данной температуре. Она получила название произведения растворимости и обозначается буквами ПР:
Следует иметь в виду, что произведение растворимости, вычисленное по приведенной выше формуле, является постоянной величиной только для малорастворимых электролитов. Для хорошо растворимых электролитов значение произведения концентраций ионов в насыщенном растворе может сильно изменяться в присутствии других веществ.
Знание величины произведения растворимости позволяет решать вопросы, связанные с образованием или растворением осадков при химических реакциях:
если произведение концентраций, присутствующих в растворе ионов в соответствующих степенях, больше ПР малорастворимого электролита, то при достижении равновесия из раствора выпадет осадок этого вещества;
если произведение концентраций, присутствующих в растворе ионов в соответствующих степенях меньше, чем ПР малорастворимого электролита, находящегося в виде осадка, этот осадок должен раствориться.
Вопросы и задания к § 15
Какие вещества относят к электролитам, а какие — к неэлектролитам?
Какие из следующих жидкостей проводят электрический ток: этиловый спирт, водный раствор глюкозы, водный раствор гидроксида натрия, раствор кислорода в воде, водный раствор карбоната натрия, расплав гидроксида калия? Ответ объясните.
Составьте уравнения диссоциации веществ (в возможных случаях): NaOH, ZnO, H2S, Аl(ОН)3, BaSiO3, Cu(NO3)2, CH3OH, FePO4, AlCl3, CaSO4, CH3COOH, SiO2.
Найдите в справочнике значения констант электролитической диссоциации для кислот и определите, какая из них сильнее: а) Н2СO3 или H2S; б) HNO2 или СН3СООН; в) НСlO или НlO.
Как определяют среду и pH раствора?
Заполните следующую таблицу.
Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций между веществами, формулы которых:
Отметьте обратимые реакции. Поясните, почему необратимые реакции идут до конца.
Определите возможность протекания реакций обмена между водными растворами веществ:
а) сульфата калия и гидроксида бария;
б) карбоната натрия и хлорида кальция;
в) нитрата меди (И) и сульфата железа (II);
г) гидроксида натрия и серной кислоты;
д) сульфита калия и азотной кислоты;
е) нитрата алюминия и хлорида калия.
Составьте уравнения возможных реакций в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах.
Составьте молекулярные уравнения реакций, сущность которых выражают следующие сокращенные ионные уравнения:
Напишите полные и сокращенные ионные уравнения возможных реакций между попарно сливаемыми растворами солей, формулы которых: AgNO3 , Na2 CO3 , СаСl2 , К3 РO4 .
Смешали равные объемы растворов хлорида кальция и сульфата натрия с концентрацией солей 0,01 моль/л. Образуется ли осадок сульфата кальция? ПР(СаSO3 ) = 1,3 • 10-4