Образование осадков

Автор: | Декабрь 27, 2010

Если произведение концентраций ионов (ионное произ­ведение) труднорастворимого электролита меньше его произведения растворимости, раствор является нена­сыщенным. В тот момент, когда ионное произведение достигнет величины ПР данного электролита, раствор станет .насыщенным относительно этого электролита. Если ионное произведение превысит величину ПР, начинается выпадение осадка:

i[Ag+]'[Cl~] <npAgci — ненасыщенный раствор;

i[Ag+]i[Cl~] =nPAgci —насыщенный раствор;

:[Ag+] [Cl~] >nPAgci —пересыщенный [раствор.

Осадок образуется в том случае, когда произведение концентраций . ионов малорастворимого электролита превысит величину произведения растворимости электро­лита при данной температуре.

Когда ионное произведение станет равным величине ПР, выпадение осадка прекращается. Зная объем и кон­центрацию смешиваемых растворов, можно рассчитать, будет ли выпадать осадок образующейся соли.

Пример. Выпадает ли осадок при смешении равных объемов 0,2 М растворов РЬ(.ЫОз)2 и NaCl? ПРрьс12=2,4-10~4.

Решение. При смешении объем раствора возрастет вдвое и концентрация каждого иэ> веществ уменьшится вдвое, т. е. станет 0,1 М или 1-Ю-1 моль/л. Таковы же будут концентрации РЬ2+ и С1~. Следовательно

[РЬ2+] [СГ]2= 1 • 10-1-(1 • Ю-1)2 = Ы0-».

Полученная величина превышает ПРрьа2 (2,4-Ю-4). Поэтому часть соли PbCfo выпадет в осадок.

Из всего сказанного выше мы можем сделать вывод о влиянии различных факторов на образование осадков.

1. Влияние концентрации растворов. Трудиораство-римый электролит с достаточно большой величиной ‘ПР нельзя осадить из разбавленных растворов. Например, осадок РЬСЬ не будет выпадать при смешении равных объемов 0,1 М растворов Pb(N03)2 и NaCl.

При смешении равных объемов концентрации каждо­го из веществ станут 0,1 : 2 = 0,05 М или 5-10 ~2 моль/л. Ионное произведение

[РЬ2+] [СГ]2 = 5- Ю-2 (5- Ю-2)2 = 12,5-10-».

Полученная величина меньше ПРРьс12. следовательно выпадения осадка не произойдет.

2.  Влияние количества осадителя. Для возможно более полного осаждения употребляют избыток осадителя.
Например, осаждаем соль ВаС03:

ВаС12 + Na2C03 = BaC03J + 2NaCl

После прибавления эквивалентного количества Ыа2СОз в растворе остаются ионы Ва2+, концентрация которых обусловлена величиной ПР. Повышение концентрации ионов СО!», вызванное прибавлением избытка осадителя (Na2C03), повлечет за собой соответственное уменьше­ние концентрации ионов Ва2+ в растворе, т. е. увеличит полноту осаждения этого иона. Однако большого избыт­ка осадителя следует избегать по ряду причин (образо­вание комплексных солей, кислых солей и пр.). На прак­тике обычно употребляют не более чем полуторный из­быток осадителя.

Большое значение имеет степень диссоциации осади­теля. Концентрация ионов, вступающих в реакцию, у слабого электролита во ‘много раз меньше концентрации самого электролита, а следовательно, осаждение мало-диссоциированным реактивом будет гораздо менее пол­ным.

3.  Влияние одноименного иона. Растворимость труднорастворимых электролитов понижается в присутствии
других сильных электролитов, имеющих одноименные ионы.

Если к ненасыщенному раствору BaS04 прибавлять понемногу раствор Na2S04, то ионное произведение, которое ‘было сначала меньше nPBaso4 (1,1-Ю-10), постепенно достигнет ПР и превысит его. Начнется выпадение осадка.

Соли с одноименным ионом понижают растворимость солей с довольно большой растворимостью.

4.   Солевой эффект. Соли, не имеющие одноименного иона, тоже влияют на растворимость электролитов, но влияни  в данном случае противоположное: растворимость электролита повышается. Так, например, раство римость PbS04 повышается в присутствии нитратов калия или натрия, а растворимость AgCl повышается в присутствии сульфатов «атрия или калия. Описанное явление называется солевым эффектом.

5. Влияние температуры. Произведение растворимо­сти является постоянной величиной при постоянной тем­пературе. С увеличением температуры величина произ­ведения растворимости возрастает, поэтому осаждение, как правило, проводят из холодных растворов. Осаж­дение из горячих растворов проводят лишь тогда, когда температура благоприятно влияет на характер осадка (переход из аморфного состояния в кристаллическое, предотвращение образования коллоидных растворов и т. д.).