Аналитическая химия

Пример 1. Растворимость сульфата бария при 25°С равна 0,00245 г в 1 л. Вычислить ПР BaS0₄.

Решение. Поскольку относительная молекулярная масса ВаS0₄ составляет 233,4, молярная концентрация раствора будет

C (ВаS0₄) = 0,00245/233,4 = 0,0000105 моль/л = 1,05*10^-5 моль/л.

А так как диссоциируя 1 моль ВаS0₄ образует 1 моль ионов Ва²⁺ и 1 моль ионов S0₄^2-, концентрации этих ионов в растворе должны быть одинаковы, т. е.

[Ва²⁺] = [SO₄^2-] = 1,05*10^-5 моль/л.

Отсюда по уравнению ПР

ПР ВаS0₄ = 1,05*10^-5 * 1,05*10^-5 = 1,1 * 10^-10

Пример 2. Вычислить растворимость сульфата бария при 25°С, если ПР ВаS0₄ = 1,1 *10^-10.

Решение. Неизвестную растворимость ВаS0₄ (моль/л) обозначим через х.

При полной диссоциации х молей ВаS0₄ в растворе [Ва²⁺] =[S0₄^2-] = х моль/л.

Поэтому можно написать

ПР ВаS0₄ = [Ва²⁺] [S0₄^2-] = х²₌ 1,1*10^-10,

откуда

х = 1,05*10^-5 моль/л.

Если нужно выразить растворимость соли в граммах на 1 л (у), то умножают найденное число молей на молярную массу сульфата бария:

у = 1,05*10^-5*233,4 = 2,45*10^-5 = 2,45*10^-3 г/л.

Рассчитаем, будет ли выпадать осадок при смешении растворов хлорида кальция и сульфата натрия, име­ющих ту или иную концентрацию.                                           

Пример 3. Для обнаружения иона Са²⁺ смешивают равные объемы 0,01 М растворов СаС1₂ и Na₂S0₄. Выпадет ли осадок CaS0₄?

Решение. После смешения равных объемов обоих растворов общий объем жидкости увеличился в 2 раза, а концентрации Na₂S0₄ и СаС1₂ соответственно уменьшились в 2 раза, т. е. стали равны 0,005 или 5*10^-3 моль/л. При диссоциа­ции 1 моль СаС1₂ дает 1 моль ионов Са²⁺, а 1 моль Na₂S0₄ — 1 моль ионов S0₄^2-. Следовательно, концентрация каждого из этих ионов в смеси, также со­ставляет 5*10^-3 моль/л. Поэтому в первый момент после смешения ионное про­изведение будет

[Са²⁺] [S0₄^2-] =5*10^-3*5*10^-з =2,5*10^-5.

Но при 25°С ПР CaS0₄ = 6,1 • 10^-5.

В данном случае ионное произведение не достигает величины ПР. Раствор остается ненасыщенным и осадок СаS0₄ не образуется.

Пример 4. Выпадет ли осадок СаS0₄ при смешении равных объемов 0,01 M раствора СаС1₂ и 0,1 М раствора Nа₂S0₄?

Решение. Рассуждая как и в предыдущем примере, находим, что в первый момент после смешения раствора [Са²⁺] =5*10^-3 моль/л и  [S0₄^2-]=5*10^-2 моль/л. Тогда ионное произведение           

[Са²⁺] [S0₄^2-] =5*10^-3*5*10^-2 =2,5*10^-4.

Полученное ионное произведение превышает величину ПР СаS0₄ =6,1 * 10^-3, раствор пересыщен относительно этой соли и большая часть сульфата кальция выпадает в осадок.