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: 6 из 7

3.3. Растворимость в многокомпонентной системе с индифферентным электролитом

В этом случае расчет растворимости сводится к влиянию ионной силы раствора на растворимость трудно растворимого соединения. Ионную силу раствора следует вычислять, ориентируясь на соотношение концентраций в растворе трудно растворимой соли и соли, содержащей одноименный ион.

Если разница между ними не велика, то в уравнении ионной силы следует учитывать все ионные компоненты раствора. Если концентрация электролита, содержащего одноименный ион, в 10 и более раз превышает растворимость осадка, то значением растворимости при расчете ионной силы раствора можно пренебречь.

Пример 23

Рассчитать растворимость Ag₂SO₄ в растворе нитрата натрия, концентрацией 0,1 моль/кг, если его растворимость в воде составляет 0,0228 моль/кг.

Решение. 1. Вычислить ионную силу раствора, содержащего сульфат серебра и нитрат натрия



2. Вычислить средний ионный коэффициент активности сульфата серебра



3. Вычислить растворимость сульфата серебра в присутствии нитрата натрия



4. Пересчитать ионную силу раствора с учетом растворимости сульфата серебра, вычисленной в п. 3



средний ионный коэффициент активности сульфата серебра



и растворимость сульфата серебра в присутствии нитрата натрия



5. , следовательно, следует повторить пересчет ионной силы раствора, коэффициента активности и растворимости







6. и окончательное значение растворимости сульфата серебра в растворе нитрата натрия составляет 0,0268 моль/кг.

Полученное значение растворимости сульфата серебра в присутствии постороннего электролита превышает найденное для бинарной системы сульфат серебра – вода (0,0228 моль/кг). При повышении ионной силы раствора растворимость малорастворимого соединения должна увеличиваться, что согласуется с полученными расчетными данными.

Пример 24.

Вычислить растворимость сульфата бария (L = 10^–10) в растворе хлорида кальция концентрацией 0,1 моль/кг.

Решение. 1. Составить уравнение растворимости сульфата бария

,

его произведение растворимости



и вычислить ориентировочное значение растворимости сульфата бария в воде



2. Вычислить ионную силу раствора, содержащего сульфат бария и хлорид кальция. Очевидно, что ионная сила раствора будет определяться только концентрацией индифферентного электролита



3. Вычислить средний ионный коэффициент активности сульфата бария



4. Рассчитать растворимость сульфата бария в присутствии хлорида кальция

3.4. Растворимость в многокомпонентной системе с одноименными ионами

В этом случае раствор содержит, помимо трудно растворимой соли, другой сильный электролит, как правило, хорошо растворимую соль, имеющий в своем составе одноименные с составом осадка ионы, например: или .

В этом случае при составлении уравнения закона действующих масс следует учитывать, что концентрация катиона или аниона может складываться из нескольких источников.

В присутствии одноименного аниона уравнение закона действующих масс

. (3.12)

Например, уравнение закона действующих масс для системы :



В присутствии одноименного катиона

. (3.13)

Например, уравнение закона действующих масс для системы :



В обоих случаях приходится решать степенное уравнение второго или более высокого порядка.

Ионную силу раствора в присутствии одноименного иона следует вычислять, ориентируясь на соотношение концентраций в растворе трудно растворимой соли и соли, содержащей одноименный ион.

Если разница между ними не велика, то в уравнении ионной силы следует учитывать все ионные компоненты раствора. Если концентрация электролита, содержащего одноименный ион, в 10 и более раз превышает растворимость осадка, то значением растворимости при расчете ионной силы раствора можно пренебречь.

Следует запомнить, что растворимость в присутствии одноименных ионов всегда понижается.

Пример 25.

Вычислить растворимость сульфата серебра в растворе сульфата натрия концентрацией 0,1 моль/кг, если растворимость сульфата серебра в воде составляет 0,0228 моль/кг.

Решение. 1. Вычислить ионную силу раствора, содержащего сульфат серебра и сульфат натрия



2. Вычислить средний ионный коэффициент активности сульфата серебра



3. В уравнении произведения растворимости сульфата серебра концентрация сульфат-ионов будет суммой растворимости сульфата серебра в присутствии сульфата натрия (S) и концентрации Na₂SO₄



4. Вычислить растворимость сульфата серебра в присутствии сульфата натрия, пренебрегая 4S³ как бесконечно малой величиной:



Полученное значение растворимости сульфата серебра в присутствии одноименного иона (0,0157 моль/кг) меньше найденное для бинарной системы сульфат серебра – вода (0,0228 моль/кг). В присутствии одноименного иона растворимость малорастворимого соединения должна уменьшаться, что согласуется с полученными расчетными данными.