Эффект общего иона

До сих пор мы рассматривали растворимость электролита, в котором твердая фаза находится в равновесии с чистой водой. Необходимо помнить, что не имеет значения, как достигается состояние равновесия. Один и тот же результат получается и в случае, когда твердое тело находится в равновесии с определенным водным раствором, и когда твердое тело сформировано в реакции осаждения при добавлении химических веществ. На практике осаждение вызывается растворами, содержащими в избытке осаждающий реагент.

Ясно, что растворимость твердого вещества в насыщенном растворе равна нулю, и что она мала в растворе, который содержит ионы этого вещества (общие ионы), но еще не насыщен. Аналогично этому мы обычно ожидаем уменьшения растворимости в системах, в которых только один из составляющих ионов присутствует в исходном растворе. Этот результат может быть получен путем применения принципа Ле Шателье к следующему равновесию:

В соответствии с принципом Ле Шателье, когда М*'+ или В&~ находятся в избытке в растворе, равновесие сдвигается влево. Это приводит к уменьшению растворимости по сравнению с системой, в которой М"+ или В^~ отсутствуют в исходном растворе.

Основываясь на этих рассуждениях, можно сделать заключение, что эффект общего иона приводит к уменьшению растворимости. Однако этот качественный вывод должен быть подкреплен количественными соотношениями, касающимися растворимости систем с общим ионом и полученными на основе выражения для произведения растворимости. В математическом плане эта задача весьма сложна (за исключением систем, содержащих 1:1, 2:2 или 3:3 электролиты), поскольку требует использования уравнений высокого порядка. Обозначим концентрацию общего иона в исходном растворе как с. Тогда растворимость 5 может быть рассчитана с помощью выражения для произведения растворимости. Рассмотрим бинарный электролит, содержащий катион и аннон в соотношении 1:1. Не имеет значения, какой ион мы выберем в качестве общего. Допустим, что это анион. Концентрации катиона в равновесной системе, следовательно, равна я, а концентрация аниона с + я. Таким образом,

Для п:п-электролита (где п = 1,2,3, и т. д.) v — р. Перегруппировывая, получаем:

{МаВ6}^аМ,/+-г6В^-

(4.5-196)

К*р = [М"+][В0-) = s(s -f- с) = s2 + зс

(4.5-21г)

в2 + яс-Я8р = 0

или

-с±у/с2+4Кш

■яр

(4.5-246)

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию