Влияние некоторых факторов на растворимость

На растворимость малорастворимого электролита большое влияние оказывает

введение

в раствор электролита с одним из ионов, одноименных с ионом осадка. Часто это приводит к понижению растворимости. Выясним, как изменится растворимость гидроксида цинка при добавлении в раствор хлорида цинка. Рассчитаем, например, растворимость Zn (OH)₂ в 0,001 М растворе ZnCl₂. Как мы установили в конце предыдущего параграфа, nP (Zn (OH)₂) = = 1,35−10 ^|7.

Концентрация ионов цинка в растворе равна сумме концентраций ионов цинка, перешедших в раствор из кристаллического гидроксида цинка, и концентрации ионов цинка из добавленного ZnCl₂. Так как концентрация ионов цинка из малорастворимого гидроксида цинка во много раз меньше, чем концентрация ионов цинка из ZnCl₂, будем считать, что эта концентрация определяет содержание ионов цинка в растворе. Запишем выражение для ПР гидроксида цинка:

В соответствии с уравнением реакции в 0,001 М растворе Zn (OH)₂ концентрации ионов равны.

Поэтому

откуда

Следовательно, в 0,001 М растворе ZnCl₂ растворимость Zn (OH)₂ составляет 5,8−10 ^{, ч} моль/л, что почти в 250 раз меньше, чем в чистой воде (1,5−10 ⁶ моль/л).

Предсказывать характер изменения растворимости при введении того или иного вещества в раствор следует с большой осторожностью, так прибавление в насыщенный раствор амфотерного.

Zn (OH)₂ большого количества NaOII приводит к растворению осадка Zn (OH)₂:

При введении в насыщенный раствор Zn (OH)₂ такого слабого электролита, как NH₄OH, осадок Zn (OH)₂ растворяется в результате образования комплексного иона [Zn (NH₃)J²⁺:

Растворение Zn (OH)₂ объясняется тем, что при введении в раствор гидроксид-ионов или аммиака образуется комплексный ион, концентрация ионов цинка Zn²⁺ в растворе понижается и произведение концентраций ионов [Zn²⁺][OH ]² становится меньше ПР.

В морской воде растворимость многих веществ, малорастворимых в речной воде, заметно возрастает. Это объясняется двумя наиболее важными причинами: возможностью образования комплексных соединений и влиянием ионной силы раствора.

Введение

в насыщенный раствор малорастворимого электролита хорошо растворимого сильного электролита, не содержащего с ним одноименных ионов, приводит к некоторому повышению растворимости. Это явление называется солевым эффектом.

При повышении ионной силы раствора коэффициенты активности ионов малорастворимого электролита уменьшаются. Так как призведение активностей ионов (термодинамическая константа равновесия) есть величина постоянная, то при уменьшении коэффициентов активности должны увеличиваться концентрации ионов малорастворимого электролита, т. е. растворимость его возрастает.

В качестве примера рассчитаем растворимость гидроксида цинка в 0,001 М растворе хлорида кальция СаС1₂. Произведение растворимости Zn (OH)._; равно ПР = 1,35−10 ^1у. Растворимость Р гидроксида цинка в чистой воде равна.

Тогда откуда

Теперь рассчитаем растворимость гидроксида цинка в 0,001 М растворе СаС1₂:

Хлорид кальция — сильный электролит, и он создает в растворе ионную силу /, равную.

Рассчитаем коэффициенты активности ионов Zn^2t и ОН :

Активности ионов Zn²⁺ и ОН равны:

Подставим значения активностей в выражение для произведения растворимости:

Так как растворимость Zn (OH)₂ численно равна концентрации ионов цинка в растворе [Zn²⁺], то, приняв ее зах, получаем.

откуда.

Сравнение этого значения растворимости с растворимостью в чистой воде (1,50−10″⁶ моль/л) показывает, что растворимость малорастворимого электролита с повышением ионной силы раствора несколько возрастает. В морской воде растворимость многих малорастворимых в речной воде веществ заметно увеличивается. Например, растворимость сульфата кальция CaS О возрастает при увеличении солености S морской воды:

Произведение растворимости карбоната кальция в морской воде почти в 500 раз больше, чем в дистиллированной. Так же сказывается и повышение давления.

При использовании ПР помните, что его применение в химии растворов ограничено, так как численные величины относятся к водным растворам, не содержащим других веществ. Растворимость, вычисляемая из ПР, сильно изменяется при присутствии в растворс одноименного иона, электролитов, влияющих на ионную силу раствора или образующих комплексные соединения с изучаемым ионом, и других факторов.