Растворимость, произведение растворимости

Насыщенные растворы, находящиеся в равновесии с осадком, относятся к сложным гетерогенным системам, состоящим из нескольких фаз разного состава, соприкасающихся поверхностями раздела. Такая система содержит несколько компонентов, являющихся индивидуальными веществами, способными к самостоятельному существованию вне ее. Если между фазами устанавливается равновесие, то его называют фазовым. В насыщенном растворе малорастворимого соединения насыщенный раствор и твердая фаза (напр. кристаллы соли) находятся в равновесии. Такое равновесие называется динамическим, скорости растворения и осаждения равны между собой. В химическом анализе большое значение имеют двухкомпонентные (двухфазные) системы, состоящие из малорастворимого вещества (твердой фазы называемой осадком) и его насыщенного раствора (жидкой фазы).

Пусть дано малорастворимое соединение К_mA_n, состоящее из m катионов и n анионов. К_mA_n Û mKⁿ⁺ + nA^m^-

К_д = ; К_д [К_mA_n] = [Kⁿ⁺]^m[A^m^-]ⁿ

В предположении, что растворимая форма полностью диссоциирует, тогда
К_д [К_mA_n] представляет собой концентрацию твердой фазы или осадка, а это постоянная величина, поэтому К_д [К_mA_n] = const. Т.о. При постоянной температуре и давлении произведение активностей (концентраций) ионов малорастворимого соединения в степени их стехиометрических коэффициентов в насыщенном растворе есть постоянная величина, называется произведением растворимости малорастворимого вещества, обозначается ПР, К_s, чаще – Lp. Lp для конкретной соли при данных условиях – величина постоянная, занесенная в справочные таблицы.

Произведение растворимости малорастворимого соединения К_mA_n вычисляется по формуле:

Lp(К_mA_n) = [Kⁿ⁺]^m[A^m^-]ⁿ

Часто вместо концентраций для сильных электролитов берут активности (если С¹а). Lp(К_mA_n) = а ^m_(Kⁿ⁺₎× а ⁿ_(A^m^-₎

Но если в растворе плохорастворимого соединения нет посторонних электролитов, то ионная сила такого раствора будет мала и f₍_Kⁿ⁺₎ = f₍_A^m^-₎= 1, а активности самих частиц будут равны их концентрациям.

В химическом анализе важно знать количество вещества, перешедшего в раствор, т.е. растворимость этого вещества (обозн.S).

К_mA_n Û mKⁿ⁺ + nA^m^-

S mS nS

При растворении S молей вещества К_mA_n в 1 литре раствора образуется mS моль/л катионов Kⁿ⁺ и nS моль/л анионов A^m^-.

Lp(К_mA_n) = [Kⁿ⁺]^m[A^m^-]ⁿ

Lp(К_mA_n) = [mS]^m[nS]ⁿ

Lp(К_mA_n) = m^mS^m×nⁿSⁿ

Lp(К_mA_n) = m^mnⁿS^n+m

S = ; [S] = [моль/л]

Растворимость малорастворимых соединений зависит от следующих факторов:

1. От температуры.

2. От наличия постороннего электролита, не содержащего одноименных ионов.

3. От постороннего электролита, содержащего одноименные ионы;

4. От ионной силы раствора.