Растворимость труднорастворимых электролитов зависит от природы электролита и растворителя, температуры, ионной силы раствора.
А) соединения с полярной связью растворяются в полярных растворителях, а соединения с неполярной связью – в неполярных. Зависимость растворимости от природы растворителя можно использовать для понижения растворимости осаждаемых соединений.
Так, осаждение сульфатов катионов III аналитической группы проводят спиртовым раствором серной кислоты, так как растворимость сульфата кальция в этаноле (10-5 моль/л) меньше, чем в воде (7,9•10-3 моль/л).
Б) Растворение – процесс, который характеризуется определённой теплотой растворения.
Теплота растворения – суммарный тепловой эффект всех процессов, протекающих при растворении (разрушение кристаллической решётки, гидратация ионов).
Для большинства электролитов, при повышении температуры растворимость увеличивается в различной степени.
Поэтому осаждение рекомендуется проводить из холодных растворов и прибегать к нагреванию лишь тогда, когда температура благоприятно влияет на свойства осадка, например, на размер его кристаллов.
Абсолютно нерастворимых веществ в природе не существует. Следовательно, даже малорастворимые и трудно растворимые вещества в какой-то, пусть незначительной, степени растворяются и существуют в растворах в виде молекул и ионов.
4. РАВНОВЕСИЕ В ГЕТОРОГЕННОЙ СИСТЕМЕ РАСТВОР – ОСАДОК. ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ (ПР).
Рассмотрим гетерогенную систему – труднорастворимый электролит B m A n, находящийся в равновесии с осадком. В наиболее простом случае электролит B m A n при растворении полностью диссоциирует на ионы:
B m A n↓ ↔ mBn+ + nAm-.
Применяя к этому равновесию закон действующих масс, получим:
[Bn+]m[Am-] n = K
[B m A n ]
В знаменателе этого уравнения находится значение концентрации трудно растворимого соединения в осадке. Осадок образует самостоятельную фазу, и его концентрация в ней составляет 100%. Поэтому [B m A n ] в осадке является постоянной величиной. Тогда, преобразуя уравнение [Bn+]m[Am-] n = К[B m A n ]осад = К.
Правая часть этого уравнения – величина постоянная, которую называют константой растворимости Кр.
Часто употребляют и другое название – произведение растворимости и обозначают эту константу ПР
[Bn+]m[Am-] n = ПР
Произведение растворимости является постоянной величиной при постоянной температуре и давлении, как и всякая константа равновесия. Следует помнить, что ПР в определённой степени зависит от ионной силы раствора.
Связь ПР и растворимости
Растворимость вещества в воде и произведение растворимости связаны между собой. Рассмотрим, например, равновесие растворения сульфата бария в воде.
BaSO4 Ba2+ + SO42-
Очевидно, что растворимость (обозначим её Р) равна как концентрации ионов Ba2+, так и концентрации ионов SO42-
P = [Ba2+] = [SO42-].
Это – условие электронейтральности раствора.
Подставляя значение Р в уравнение
[Bn+]m[Am-] n = ПР, получим:
P2 = ПРBaSO4; P = √ПРBaSO4 =√1,1•10-10=1•10-5
Растворимость трудно растворимых соединений можно сравнивать как по величине Р (моль/л), так и по величине ПР для однотипных соединений.
