Химия (расчет ионной силы раствора). 1. Расчет ионной силы раствора

• Название: 1. Расчет ионной силы раствора
• Анкор: Химия (расчет ионной силы раствора).doc
• Дата: 19.01.2018
• Размер: 0.98 Mb.
• Имя файла: Химия (расчет ионной силы раствора).doc
• Тип: Документы; #14528
• страница: 5 из 7

3. Равновесия в насыщенных растворах

3.1. Общие сведения

Насыщенным называют раствор, находящийся в равновесии с избытком растворяемого вещества. Концентрацию насыщенного называют растворимостью и обозначают S. Растворимость зависит от температуры и состава раствора.

Равновесие между солью, состоящей из катионов металла и анионов кислотного остатка , и ее насыщенным раствором описывается уравнением:

. (3.1)

Константу данного равновесия называют произведением растворимости соли и обозначают L. Согласно закону действующих масс:

, (3.2)

где – средний ионный коэффициент активности.

Значения произведений растворимости обычно берут в справочной литературе

3.2. Растворимость в бинарной системе соль - вода

Растворимость соли соответствует ее концентрации в насыщенном растворе, т.е. . Согласно уравнению растворимости: , при растворении 1 моль соли образуется х моль катионов металла и у моль анионов кислотного остатка: и . Уравнение закона действующих масс (3.2) можно записать в следующем виде:

, (3.8)

из которого следует уравнение расчета растворимости:

(3.9)

Расчет среднего ионного коэффициента активности следует выполнять по ориентировочному значению растворимости соли S⁰, которое высчитывают полагая :

(3.10)

Значение S⁰ используется в уравнении расчета ионной силы раствора (1.1):

(3.11)

Далее следует вычислить значение коэффициента активности по уравнению (1.2) или (1.3) и произвести уточнение значения растворимости по уравнению (3.9) – S¹.

Если значения S⁰ и S¹ совпадут (что вполне вероятно при низкой ионной силе раствора), то расчет растворимости считается завершенным. Если совпадение не достигнуто, то следует повторить расчет ионной силы раствора с использованием значения S¹, пересчитать величину среднего ионного коэффициента активности с новым значением ионной силы раствора и снова уточнить величину растворимости. Расчеты следует повторять по тех пор, пока два значения растворимости не совпадут между собой.

Пример 22.

Рассчитать растворимость Ag₂SO₄ в воде при 25°С

Решение. I. Вычисление растворимости сульфата серебра в воде

1. Составить уравнение диссоциации Ag₂SO₄, отвечающее равновесному растворению соли:

,

согласно которому .

2. Составить уравнение произведения растворимости Ag₂SO₄:

.

3. Вычислить ориентировочное значение растворимости Ag₂SO₄ принимая при этом значение = 1

 моль/кг.

4. По найденному ориентировочному значению S⁰ вычислить ионную силу раствора



5. Вычислить средний ионный коэффициент активности



6. Вычислить растворимость сульфата серебра, учтя найденное значение среднего ионного коэффициента активности



7. По найденному ориентировочному значению S^I вычислить ионную силу раствора



8. Вычислить средний ионный коэффициент активности



9. Уточнить растворимость сульфата серебра, учтя найденное значение среднего ионного коэффициента активности



10. Проверить правильность вычислений растворимости сульфата серебра. Для этого выполнить еще один цикл расчетов ионной силы раствора, среднего ионного коэффициента активности и значения растворимости







11. Так как значения S^II и S^III не совпали, следует проделать еще один цикл вычислений







Значения S^III и S^IV совпали, следовательно, расчеты можно остановить. В дальнейших вычислениях следует использовать растворимость сульфата серебра в воде, равную 0,0228 моль/кг.