Равновесие в насыщенных растворах малорастворимых соединений. Расчет растворимости осадков с учетом одновременного влияния различных факторов. Влияние комплексообразования на растворимость солей и определение ее зависимость от ионной силы раствора.
Изложить краткие теоретические сведения по вопросу о равновесии в насыщенных растворах малорастворимых соединений. Найти растворимость вещества А (см. таблицу заданий по вариантам) в чистой воде. Рассмотреть, как меняется растворимость вещества А в водных растворах вещества В, при изменении концентрации В от 0,1 до 1000 моль/м3 при 298 К. Построить графически зависимость среднеионного коэффициента активности в растворе В от величины концентрации вещества в указанном (2.2.В аналитической и экологической практике часто имеют место случаи, когда в равновесии находятся две фазы - раствор и осадок малорастворимого соединения. Такой раствор называется насыщенным раствором малорастворимого соединения. Количественно состояние водного раствора с малорастворимым соединением можно описать, используя такой термин, как растворимость. Уравнением (8) введено такое понятие, которое широко используется при описании равновесий в водных растворах малорастворимых соединений - как произведение растворимости. Действительно, реакции, описываемой уравнением (7), соответствует закон химического равновесия, выраженный уравнением: = , (9) где - активности ионов, равные произведению их концентрации на коэффициент активности.При отсутствии в воде каких-либо сильных электролитов, можно полагать, что коэффициенты активности близки к единице, так как концентрация насыщенного раствора в случае малорастворимого соединения очень мала. Выразим равновесную концентрацию ионов через концентрацию насыщенного раствора согласно стехиометрическому уравнению (1)Рассмотрим в общем виде влияние на растворимость малорастворимого соединения одноименного аниона, а затем в примерах и одноименного аниона и одноименного катиона. Имеем систему, представляющую собой водный раствор малорастворимого соединения и хорошо растворимую соль, содержащую такой же анион, например, NAA . Равновесные концентрации ионов в растворе с одноименным электролитом, будут другими, чем в чистой воде: Если концентрация катиона может быть выражена также , (3) то концентрация аниона будет определяться концентрацией соли, дающей при растворении этот анионЭкспериментально установлено, что осадки обычно более растворимы в растворе электролита, чем в воде (при условии, конечно, что электролит не содержит одноименных с осадком ионов). В этом случае увеличится ионная сила раствора, уменьшатся коэффициенты активности и увеличится растворимость малорастворимого соединения.Растворимость осадка увеличивается в присутствии ионов или молекул веществ, образующих с ионами осадка слабодиссоциирующие соединения или комплексы. Например, растворимость фторида кальция в кислой среде выше, чем в нейтральной, поскольку фторид-ион реагирует с ионами водорода. Вызванное этим понижение концентрации фторид-иона частично компенсируется сдвигом первого равновесия вправо, в результате чего растворимость осадка возрастает. Другим примером повышения растворимости в присутствии веществ, реагирующих с ионами осадка, служат равновесия в насыщенном растворе бромистого серебра с присутствием в этом растворе аммиака.Если анион малорастворимого соединения является анионом слабой кислоты, то в водном растворе он будет участвовать не только в равновесии с твердым малорастворимым соединением, но и в равновесии между ионными формами этой слабой кислоты. То есть будут наблюдаться следующие реакции (рассмотрим для простоты случай, когда анион - однозарядный): МАТВ = M А-; (1) Образующийся за счет растворения осадка анион сразу же начинает участвовать во втором равновесии и его концентрация уменьшается , так как он перераспределяется и существует в виде двух ионных форм: аниона и недиссоциированной слабой кислоты.(Удобный способ расчета мольных долей каждой из этих форм будет приведен при описании примера). Следовательно, равновесная концентрация аниона малорастворимого соединения, входящая в выражение ПР, будет уменьшена, она будет учитывать мольную долю той ионной формы, которая получается при растворении малорастворимого соединения: (3) Здесь - доля общей концентрации аниона, находящейся именно в форме А.Если в растворе есть комплексующий агент, например, лиганд (он может иметь заряд, может быть нейтральной частицей. Мы рассмотрим нейтральную частицу), то возможно образование комплексных соединений, комплексов по схеме: (1) Точно также, как мы рассчитывали долю определенной ионной формы при каком-то значении РН раствора при учете кислотно-основного равновесия, так и тут необходимо рассчитать долю свободных ионов металла (незакомплексованных), находящихся не в форме комплекса, а в форме просто ионов при той концентрации лиганда, которая наблюдается в растворе. То есть если раньше мы задавали РН и определяли разные доли, то при учете комплексообразования, надо задавать концентрацию лиганда и определять разные доли комплексов и свободных ионов.Допустим, что осадок образован анионом слабой кислоты , а катион осадка образует комплексные ионы как с посторонним реагентом L, так и с осадителемУменьшение растворимости осадков, котор
План
Оглавление
Задание на курсовую работу
1. Общие сведения
2. Растворимость осадка малорастворимого соединения в чистой воде
3. Растворимость осадка малорастворимого соединения в водном растворе, содержащем в избытке одноименный ион
4. Растворимость осадка малорастворимого соединения в водном растворе, содержащем в избытке ионы, не входящие в осадок
5. Влияние конкурирующих равновесий на растворимость осадков
5.1 Растворимость осадка малорастворимого соединения с учетом протолитических реакций их ионов
5.2 Растворимость осадка малорастворимого соединения при наличии в растворе комплексующих агентов
5.3 Расчет растворимости осадков с учетом одновременного влияния различных факторов
5.4 Расчет минимальной растворимости осадков
5.4.1 Растворимость осадка, образованного анионом слабой кислоты и катионом слабого основания
5.4.2 Влияние комплексообразования на растворимость солей
Практическая часть
Выводы
Список литературы
Вывод
В работе была рассчитана растворимость при различных условиях: 1. растворимость осадка малорастворимого соединения AGBR в чистой воде SI = 7,28•10-7 (моль/л);
2. растворимость осадка малорастворимого соединения AGBR, в водном растворе NANO3, содержащем в избытке ион NO-3. Растворимость достигает максимального значения s= 1,05 (моль/л) при CNANO3=0,5 моль/л, далее при повышении концентрации растворимость AGBRTB падает;
3. растворимость осадка при гидролизе катиона малорастворимой соли CAF2. Анион F- подвергается гидролизу, что приводит к повышению растворимости осадка, в состав которого он входит;
4. растворимость осадка малорастворимого соединения AGCN при наличии комплексообразования с ионами CN-, входящими в состав соли NACN. При повышении концентрации CN- растворимость начинает расти. Мы получили минимальную растворимость при моль/л.
Список литературы
1. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой Л.; Химия. 1983. 232 с.
