Chemia Liceum Gimnazjum Testy Matura

Powrót

(R) Iloczyn rozpuszczalności

Iloczyn rozpuszczalności (Ir lub KSO) - to stała równowagi między osadem trudno rozpuszczalnej soli a stężeniem jej jonów w roztworze. Oznacza to, że osad znajduje się w równowadze z roztworem nasyconym.

AxBy → xA+y + yB−x       IAB = [A+y]x · [B−x]y 
Jednostka iloczynu rozpuszczalności: {mol/dm3)n, gdzie n=x+y.
Jednostkę często się pomija w opracowaniach.

  • Iloczyn rozpuszczalności jest stały w danej temperaturze.
  • Jego wartość zależy od temperatury i rodzaju rozpuszczalnika.
  • Im mniejszy jest iloczyn rozpuszczalności, tym sól jest trudniej rozpuszczalna i łatwiej wytrąca się osad
  • Gdy wartość iloczynu rozpuszczalności jest równa iloczynowi stężeń jonów, to roztwór jest nasycony.
  • Gdy wartość iloczynu rozpuszczalności jest mniejsza niż  iloczyn stężeń jonów, to roztwór jest nienasycony.

Przykład  - węglan wapnia CaCO3.
Węglan wapnia jest solą trudno rozpuszczalną. Oznacza to, że  jeśli do wody dodamy stałego CaCO3 to jego niewielka część się rozpuści i powstaną jony a większość  pozostanie w postaci stałej.
Węglan wapnia ulega dysocjacji (w bardzo niewielkim stopniu).
Między roztworem nasyconym a osadem ustala się stan równowagi, który jest znacznie przesunięty w stronę lewą, czyli będzie bardzo duża ilość CaCO3 a nieznaczna ilość jonów Ca2+ i CO32 :
CaCO3  ⇌ Ca2+ + CO32
Dodawanie większej ilości CaCO3 nic nie zmieni - stężenie jonów jest już maksymalne.

Aby określić to maksymalne stężenie jonów w układzie równowagowym wprowadzono pojęcie iloczynu rozpuszczalności.

Iloczyn rozpuszczalności to iloczyn stężeń jonów w roztworze nasyconym.

Przykład. Iloczyn rozpuszczalności dla węglanu wapnia
ICaCO3 = [Ca2+]· [CO3 2−]
gdzie: I - iloczyn rozpuszczalności, [Ca2+] - stężenie jonów Ca2+  , [CO3 2−] – stężenie jonów CO3 2−.

Dlaczego wartość iloczynu rozpuszczalności jest zależna od temperatury?

Iloczyn stężeń odnosi się do roztworu nasyconego. Gdy podniesie się temperatura roztworu zwiększy się rozpuszczalność i można rozpuścić więcej substancji – roztwór nie będzie już nasycony.
Aby ponownie stał się nasycony należy rozpuścić jeszcze substancji, a więc zwiększy się stężenie. Tym samym zmieni się też iloczyn rozpuszczalności. 

Przykładowe wzory na iloczyn rozpuszczalności dla związków o różnej ilości kationów i anionów.

Fe(OH)3 ⇌ Fe3+ + 3OH      IFe(OH)3 = [Fe3+]· [OH]3
PbCl2 ⇌ Pb2+ + 2Cl−     IPbCl2 = [Pb2+]· [Cl]2
Ag2SO4 ⇌ 2Ag+ + SO4 2−      IAg2SO4 = [Ag+]2· [SO4 2−

 


Aby sprawdzić, czy dla danych stężeń jonów wytrąci się osad należy obliczyć, czy iloczyn stężeń przekracza iloczyn rozpuszczalności. Osad się wytrąci, jeśli iloczyn stężeń jonów przekroczy iloczyn rozpuszczalności.

Przykład.

Czy wytrąci się osad siarczanu(VI) wapnia, jeśli stężenia jonów wynoszą:[Ca+2] = 0,2·10−3 mol/dm3 i [SO42] = 1,2·10−2 mol/dm3?
I CaSO4 =  3,2·10–5.

Rozwiązanie
CaSO4 ⇌ Ca2+ + SO42–
[Ca+2]·[SO42] = 0,2·10−3 mol/dm3 · 1,2·10−2 mol/dm3 = 0,24·10–5.
0,24·10–5< I CaSO4    ⇒ osad się nie wytrąci


Kolejność strącania osadów

Aby określić kolejność strącania trudno rozpuszczalnych soli należy porównać ich iloczyny rozpuszczalności. W pierwszej kolejności wytrąca się osad soli, która ma najniższy iloczyn rozpuszczalności.
WAŻNE: Zasada ta odnosi się do soli tego samego typu, czyli dysocjujących na takie same ilości moli jonów.
Przykład. Do roztworu zawierającego jony jony Ag+ i Cu+ o stężeniach 0,01 mol/dm3 dodawano roztwór jodku potasu KI. Określ, który osad soli wytrąci się w pierwszej kolejności.
Rozwiązanie
I AgI = 1·10−16, I CuI = 5·10−12,
I AgI < I CuI, więc pierwszy wytrąci się osad AgI

W przypadku soli różnego typu należy wykonać odpowiednie obliczenia. Pierwszy wytrąca się osad tej soli, dla której potrzebne jest najniższe stężenie odczynnika strącającego.

Przykład. Do roztworu zawierającego jony jony Tl+ i Pb2+ o stężeniach 0,01 mol/dm3 dodawano roztwór chlorku potasu KCl. Określ, który osad soli wytrąci się w pierwszej kolejności.

Rozwiązanie
I TlCl = 2·10−4, I PbCl2 = 1,6·10−5,
I TlI = [Tl+]· [Cl]       2·10−4 =0,01·[CI]    ⇒ [CI] =0,02 mol/dm3 
I PbCl2 = [Pb+2]· [Cl]2       1,6·10−5 =0,01·[CI]2    ⇒ [CI] =0,04 mol/dm3  
Po osiągnięciu stężenia 0,02 mol/dm3  jonów chlorkowych najpierw zacznie wytrącać się osad TlCl. Następnie po osiągnięciu stężenia  [CI]=0,04mol/dm3  wytrąci się osad PbCl2. (Pomimo tego, że iloczyn rozpuszczalności PbCl2 jest mniejszy)


(N)Efekt wspólnego jonu

Jeśli do roztworu pozostającego w równowadze z osadem doda sie elektrolit zawierający jon wchodzący w sklad osadu, to jego rozpuszczalność zmniejszy się. Iloczyn rozpuszczalności jest wielkością stałą, więc zwiększenie stężenia jednego z jonów spowoduje zmniejszenie stęzenia drugiego jonu. Równowaga przesunie się w kierunku powstawania osadu.
 

Przekaż darowiznę
Załóż konto | Zaloguj się

Copyright 2011-2019Chem24.pl Ta strona internetowa wykorzystuje pliki cookies. Możesz określić metody zapisywania oraz dostępu do cookies w swojej przeglądarce internetowej lub w konfiguracji usługi.