(1)
c н.р.
Запишемо закон рівноваги
=. (2)
Розчинність знайдеться з виразу
=. (3)
5. Вплив конкуруючих рівноваг на розчинність опадів
Розчинність осаду збільшується в присутності іонів або молекул речовин, що утворюють з іонами осаду слабодіссоціірующіе з'єднання або комплекси. Наприклад, розчинність фториду кальцію в кислому середовищі вище, ніж в нейтральній, оскільки фторид-іон реагує з іонами водню. Внаслідок цього в насиченому розчині фториду кальцію встановлюються два рівноваги: ??
Ca 2 тв=Са 2+ + 2F - (1)
F - + Н 2 О=HF + OH - (2)
У відповідності з принципом Ле-Шательє додавання кислоти призведе до збільшення концентрації фтористого водню. Викликане цим зниження концентрації фторид-іона частково компенсується зрушенням перший рівноваги вправо, в результаті чого розчинність осаду зростає. Як приклад сполуки, до складу якого входить катіон з кислотними властивостями, наведемо йодид вісмуту. У насиченому розчині встановлюються рівноваги: ??BiI 3
BiI 3 тв=Bi +3 + 3I -; (3)
Bi 3+ + Н 2 О=BiOH 2+ + H 3 O +. (4)
Розчинність иодида вісмуту на відміну від розчинності фториду кальцію зі збільшенням кислотності зменшується.
Іншим прикладом підвищення розчинності в присутності речовин, що реагують з іонами осаду, служать рівноваги в насиченому розчині бромистого срібла з присутністю в цьому розчині аміаку.
AgBr тв=Ag + + Br -; (5)
Ag + + 2NH 3=Ag (NH) 2 +. (6)
Молекули аміаку знижують концентрацію іонів срібла в розчині, в результаті чого рівновагу реакції розчинення зсувається вправо і розчинність броміду срібла збільшується.
Наведені приклади - розчинення фториду кальцію або броміду срібла в присутності аміаку ставляться до поширеним на практиці випадків, коли у водних розчинах встановлюються конкуруючі рівноваги. Іноді в додаткових равновесиях беруть участь і катіон і аніон осаду. Для визначення розчинності малорастворимого з'єднання в подібних системах необхідно знати константи рівноваги всіх рівноваг.
5.1 Розчинність осаду малорастворимого з'єднання з урахуванням протолітічеських реакцій їх іонів
. 1.1 Розчинність осаду, утвореного аніоном слабкої кислоти
Якщо аніон малорастворимого з'єднання є аніоном слабкої кислоти, то у водному розчині він братиме участь не тільки в рівновазі з твердим малорозчинний з'єднань, але і в рівновазі між іонними формами цієї слабкої кислоти. Тобто будут спостерігатися наступні реакції (розглянемо для простоти випадок, коли аніон - однозарядний):
MA тв=M + + А -; (1)
А - + H 3 О +=HA + H 2 О. (2)
Утворений за рахунок розчинення осаду аніон відразу ж починає брати участь у другому рівновазі і його концентрація зменшується, так як він перерозподіляється й існує у вигляді двох іонних форм: аніону і недисоційованої слабкої кислоти. (Зручний спосіб розрахунку мольних часток кожної з цих форм буде приведений при описі прикладу).
Отже, рівноважна концентрація аніона малорастворимого з'єднання, що входить у вираз ПР, буде зменшена, вона буде враховувати мольну частку тієї іонної форми, яка виходить при розчиненні мало-розчинного з'єднання:
(3)
Тут - частка загальної концентрації аніону, що знаходиться саме у формі А. Для одноосновної кислоти ця величина знайдеться
(4)
де: - константа іонізації слабкої кислоти.
Закон рівноваги: ??
(5)
Припустимо, що коефіцієнт активності дорівнює 1:
(6)
Висловимо рівноважні концентрації іонів:
(7)
(8)
(9)
З рівняння (9) неважко виразити концентрацію насиченого розчину:
(10)
Опади, що містять аніони - підстави (наприклад, оксалат кальцію) або катіони-кислоти (наприклад, йодид вісмуту) вносять свій внесок у концентрацію іонів водню у водному розчині. Тому, якщо тільки концентрація іонів водню не підтримуються постійної за допомогою будь-якого додаткового рівноваги, вона залежить від розчинності осаду. При розрахунку розчинності таких опадів потрібно враховувати, яка величина рН встановлюється в розчині.
. 1.2 Розчинність осаду, утвореного катіоном слабкої основи
