ign="justify"> Катіони багатьох важких металів діють як кислоти і піддаються гідролізу, що призводить до підвищення розчинності опадів, до складу яких вони входять. Розглянемо найпростіші реакції, що відбуваються при протолізу катіона:
(1)
(2)
протолізу катіона супроводжується утворенням різних гідроксокомплексів і збільшенням розчинності осаду. Якщо розглядати константи рівноваги цих реакцій як послідовні ступінчасті константи кислотної іонізації гідратованого катіона n + M, то за аналогією з розглянутими раніше пайовими концентраціями іонів можна визначити і часткову концентрацію металу, що знаходиться в гідратованому стані, тобто
(3)
де (4)
(5)
де в свою чергу ,, - ступінчасті константи нестійкості гідроксокомплексів.
5.2 Розчинність осаду малорастворимого з'єднання при наявності в розчині комплексу агентів
Якщо в розчині є комплекси агент, наприклад, ліганд (він може мати заряд, може бути нейтральною частинкою. Ми розглянемо нейтральну частку), то можливе утворення комплексних сполук, комплексів за схемою:
(1)
(2)
- ступінчасті константи стійкості або константи утворення комплексних сполук. Інше позначення
Можна записати повну реакцію:
(3)
Неважко помітити, що
(4)
Точно також, як ми розраховували частку певної іонної форми при якомусь значенні рН розчину при обліку кислотно-лужної рівноваги, так і тут необхідно розрахувати частку вільних іонів металу (незакомплексованих), що знаходяться не в формі комплексу , а у формі просто іонів при тій концентрації ліганда, яка спостерігається в розчині. Тобто якщо раніше ми задавали рН і визначали різні частки, то при обліку комплексоутворення, треба задавати концентрацію ліганда і визначати різні частки комплексів і вільних іонів.
УМБ по катіону металу буде наступним:
(5)
У творі розчинності враховується концентрація іонів металу
(6)
Частка іонів металу розраховується, як і в розподільчих діаграмах в кислотно-основних равновесиях:
(7)
Процес розчинення осаду передається рівнянням:
(8)
Закон рівноваги
(9)
Розчинність знайдеться з виразу:
(10)
5.3 Розрахунок розчинності опадів з урахуванням одночасного впливу різних факторів
Це питання є досить складним і вимагає глибокого розуміння процесів, що відбуваються у водних розчинах малорозчинних сполук. Припустимо, що осад утворений аніоном слабкої кислоти, а катіон осаду утворює комплексні іони як зі стороннім реагентом L, так і з осадителем A. Тоді розчинність осаду визначатиметься сумарним змістом усіх рівноважних частинок, що містять катіон осаду [2]:
(1)
Висловимо рівноважні концентрації комплексних іонів через їх константи стійкості, а концентрацію іонів металу через твір розчинності, отримаємо:
(2)
. 4 Розрахунок мінімальної розчинності опадів
Зменшення розчинності опадів, які не розчиняються в надлишку осадителя та у складі яких тільки один з іонів може брати участь в сполучених протолітічеських равновесиях, забезпечується введенням в насичений розчин відповідного надлишку однойменного іона. Розчинність ж опадів гідроксидів металів і малорозчинних сполук, у яких катіони і аніони можуть одночасно брати участь в сполучених протолітічеських реакціях, залежить від кислотності розчину і досягає мінімального значення при певному рН. Найменша розчинність опадів надміру осадителя - комплексанта також спостерігається при строго певної його концентрації. Створення умов, що забезпечують найменшу розчинність таких опадів, є важливим для практичних екологічних та аналітичних цілей.
. 4.1 Розчинність осаду, утвореного аніоном слабкої кислоти і катіоном слабкої основи
Іноді малорастворимая сіль складається з аніона слабкої кислоти і катіона слабкої основи. Якщо константи протонування аніону осаду і гідроксообразованія катіона різко відрізняються між собою, то протолізу осаду практично визначається протолізу того іона, який утворює найбільш міцні з'єднання.
Розчинність опадів, катіони і аніони яких одночасно беруть участь в сполучених протолітічеських реакціях, залежить від рН насиченого розчину. У кислих розчинах з зменшенням рН збільшується протонирование аніону і розчинність осаду зростає, в лужних розчинах з підвищенням рН розчинність опадів також збільшується внаслід...
