ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ

Если рассматривать равновесие «малорастворимый электролит ⇄ насыщенный водный раствор электролита», иначе

K_mА_n ⇄ mKⁿ⁺ + nA^m– ,

то можно записать выражение для константы равновесия K

K =

или [Kⁿ⁺]^m[A^m–]ⁿ = K[K_mA_n].

Так как концентрация твердого компонента [K_mA_n] постоянна, то произведение K[K_mA_n].является величиной постоянной. Обозначив эту величину буквами ПР (произведение растворимости), получим выражение

ПР =[Kⁿ⁺]^m[A^m–]ⁿ.

В насыщенном растворе малорастворимого электролита произведение концентраций (активностей) ионов в степени их стехиометрических коэффициентов является при данной температуре величиной постоянной.

С повышением температуры произведение растворимости ПРобычно растет.

Численное значение произведения растворимости ПР можно рассчитать, зная растворимость малорастворимого электролита.

Пример 2. Определим произведение растворимости ПР хлорида серебра AgCl, если растворимость AgCl в воде составляет
(в нормальных условиях) 1,3×10^-5 моль/л.

Определяем концентрацию катионов и анионов. В соответствии с состоянием равновесия

AgCl ⇄ Ag⁺ + Cl^–

[Ag⁺][Cl^–] = 1,3×10^–5 моль/л. По уравнению (78) получаем

ПР = (1,3×10^–5)² = 1,69×10^–10.

Пример 3. Определим ПР гидроксида алюминия Al(OH)₃, если его растворимость составляет 2,9×10^–9 моль/л.

Определяем концентрацию катионов и анионов. В соответствии с состоянием равновесия

Al(OH)₃ ⇄ Al ³⁺ + 3ОН^–

на каждый ион Al ³⁺ приходится три гидроксид-иона ОН^–, поэтому концентрация катионов Al ³⁺ составляет 2,9×10^–9 моль/л, концентрация анионов ОН^– – 8,7×10^–9 моль/л.

ПР = 2,9×10^–9 · (8,7×10^–9)³ = 1,91×10^–33

Произведение растворимости имеет широкое применение при определении условий полноты осаждения соединений. Труднорастворимый электролит выпадает в осадок, если произведение концентраций (активностей) его ионов в растворе превысит значение ПР.

Например, доливая к раствору сульфата кальция CaSO₄, где
ПР = 2,3×10^–4, электролит, содержащий ионы SO₄^2–, мы достигаем
ПР >2,3×10^–4, т. е. образуется пересыщенный раствор и из него может выпадать осадок CaSO₄.

Пример 4.Определите, выпадет ли осадок при сливании равных объемов 0,01 н. растворов HCl и AgNO₃. Произведение растворимости хлорида серебра ПР = 1,69×10^–10.

Концентрация ионов после сливания двух растворов равных объемов будет составлять по 0,01/2=0,005 моль/л каждого.

Фактическое произведение растворимости составляет

ПР_факт = (0,005)² = 2,5×10^–5×

Мы видим, что ПР_факт >> ПР, следовательно, осадок будет активно выпадать.