Русская Википедия:Произведение растворимости

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Произведе́ние раствори́мости (ПР, Шаблон:Math) — произведение концентраций ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе при постоянных температуре и давлении. Произведение растворимости — величина постоянная.

При постоянной температуре в насыщенных водных растворах малорастворимых электролитов устанавливается равновесие между твердым веществом и ионами, образующими это вещество. Например, в случае для CaCO₃ это равновесие можно записать в виде:

<math>\mathrm{CaCO}_3(s) \rightleftharpoons \mbox{Ca}^{2+}(aq) + \mbox{CO}_3^{2-}(aq).</math>

Константа этого равновесия рассчитывается по уравнению:

<math>K = \frac{\left\{\mbox{Ca} ^{2+}(aq)\right\}\left\{\mbox{CO}_3^{2-}(aq)\right\}}{ \left\{\mbox{CaCO}_3(s)\right\}}.</math>

В приближении идеального раствора с учётом того, что активность чистого компонента равна единице, уравнение упрощается до выражения:

<math>K_{\mathrm{sp}} = \left[\mbox{Ca}^{2+}(aq)\right]\left[\mbox{CO}_3^{2-}(aq)\right].</math>

Константа равновесия такого процесса называется произведением растворимости.

В общем виде, произведение растворимости для вещества с формулой AШаблон:MathBШаблон:Math, которое диссоциирует на Шаблон:Math катионов AШаблон:Math и Шаблон:Math анионов BШаблон:Math, рассчитывается по уравнению:

<math>K_{\mathrm{sp}} = \left[\mbox{A}^{n+}(aq)\right]^m\left[\mbox{B}^{m-}(aq)\right]^n,</math>

где [AШаблон:Math(aq)] и [BШаблон:Math(aq)] — равновесные молярные концентрации ионов данного вещества, образующихся при электролитической диссоциации.

Из произведений растворимости и отношения числа катионов к анионам Шаблон:Math можно рассчитать концентрации катионов и анионов в растворе малорастворимого электролита. Значения произведений растворимости приведены в справочниках.

Произведение активностей

Уравнение произведения растворимости не учитывает коэффициенты активности, то есть степень влияния ионных сил. Для растворов с концентрациями бо́льшими, чем 1Шаблон:E моль/л, необходимо использовать произведение активностей:

<math>K_{\mathrm{sp}} = \left[\mbox{a}_A(aq)\right]^m\left[\mbox{a}_B(aq)\right]^n,</math>

где Шаблон:Math и Шаблон:Math — активности ионов A и B.

Произведение активностей ионов для насыщенных растворов малорастворимых электролитов при данной температуре — постоянная величина. Она зависит от температуры и природы растворителя.

Произведение растворимости связано с растворимостью следующим соотношением:

для вещества A_mB_n или A_nB_m

<math>{S} = \sqrt[m+n]{K_{\mathrm{sp}} \over {m^m \cdot n^n}},</math> (моль/л)

где:

Шаблон:Math — количество моль катиона;

Шаблон:Math — количество моль аниона;

Шаблон:Math — произведение растворимости;

Шаблон:Math — растворимость вещества (моль/л);

или

<math>{S} = \sqrt[m+n]{K_{\mathrm{sp}} \over {m^m \cdot n^n}} \ \cdot {M \over 10},</math> (г/100 мл)

Шаблон:Math — молярная масса вещества (г/моль).

Соль	m	n	Растворимость, S
AgCl Ca(SO4) Fe(PO4)	1	1	<math chem="">\sqrt{K_\ce{sp}}</math>
Na2(SO4) Ca(OH)2	2 1	1 2	<math chem="">\sqrt[3]{K_\ce{sp}\over4}</math>
Na3(PO4) FeCl3	3 1	1 3	<math chem="">\sqrt[4]{K_\ce{sp}\over27}</math>
Al2(SO4)3 Ca3(PO4)2	2 3	3 2	<math chem="">\sqrt[5]{K_\ce{sp}\over 108}</math>
ApBq AqBp	p q	q p	<math chem="">\sqrt[p+q]{K_\ce{sp}\over p^p q^q}</math>

Литература

• Д. Г. Кнорре, Л. Ф. Крылова, В. С. Музыкантов. Физическая химия, М.: «Высшая школа», 1990.

Ссылки

• Произведения растворимости (ПР), (водная среда, 25 °C)Шаблон:Ref-ru
• [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3687.html xumuk.ru о произведении растворимости]