Знание численной величины произведения растворимости позволяет сделать прогноз, будет ли выпадать осадок малорастворимого соединения в результате обменной реакции. Например, для того чтобы при сливании растворов AgNO3 и K3PO4 выпал осадок Ag3PO4 в результате обменной реакции
3 Ag+ + PO43– ® Ag3PO4¯
необходимо, чтобы образующийся раствор был перенасыщен ионами серебра и фосфат-ионами. Важно понимать, что ПР – это характеристика, относящаяся к насыщенному раствору, поэтому выпадение осадка произойдёт в том случае, если, в полученном растворе произведение концентраций (ПК) ионов, образующих осадок, больше, чем произведение растворимости (ПР) или, более кратко, условие выпадения осадка:ПК > ПР.
Пример 5.2. Определить будет ли выпадать осадок Ag3PO4 при сливании 1 литра раствора Na3PO4 с концентрацией 5·10–5 моль/л и 1 литра раствора AgNO3 с концентрацией 2·10–3 моль/л. ПР(Ag3PO4) = 1,3·10–20.
При решении подобных задач необходимо в первую очередь найти в исходных растворах число моль тех ионов, которые могут образовать осадок (в данном случае – это ионы Ag+ и PO43–).
В растворе Na3PO4: n(Na3PO4) = C(Na3PO4)·Vраствора(Na3PO4);
В растворе, образующемся после смешивания, число моль ионов Ag+ и PO43– до образования осадка будет таким же, как и в исходных растворах, а объём раствора станет равен 2 литрам:
Vобщий ≈ VраствораNa3PO4 + VраствораAgNO3 = 1 л + 1 л = 2 л.
Концентрации ионов Ag+ и PO43– в полученном растворе будут следующими:
Образование осадка происходит в результате реакции, протекающей по уравнению 3 Ag+ + PO43– ® Ag3PO4¯, поэтому произведение концентраций (ПК) ионов Ag+ и PO43– в полученном растворе следует рассчитывать по уравнению:
В растворе, образующемся после смешивания, число моль ионов Pb2+ и Cl– до образования осадка будет таким же, как и в исходных растворах, а объём раствора станет равен 0,5 литра:
Vобщий ≈ Vраствора Pb(NO3)2 + Vраствора NaCl = 0,2 л + 0,3 л = 0,5 л.
Концентрации ионов Ag+ и PO43– в полученном растворе будут следующими:
Образование осадка происходит в результате реакции, протекающей по уравнению Pb2+ + 2 Cl– ® PbCl2¯, поэтому произведение концентраций (ПК) ионов Pb2+ и Cl– в полученном растворе следует рассчитывать по уравнению:
Так как ПК = 7,2·10–8 < ПР(PbCl2) = 1,6·10–5, образовавшийся раствор не насыщен ионами Pb2+ и Cl–, и осадок PbCl2 не образуется.
В задании № 7 (таблица 5.2) студентам предлагается определить возможность выпадения осадка при смешивании двух растворов электролитов.
Задание № 7
Таблица 5.2 – Условие задания № 7
Вариант
Условие задачи
Можно ли осадить ионы свинца из 300 мл 0,02 М раствора нитрата свинца, добавляя 200 мл 0,01 М раствора хлорида кальция? ПР хлорида свинца равно 1,6×10–5.
Можно ли осадить ионы меди из 150 мл 0,001М раствора хлорида меди, добавив 250 мл 0,002М раствора сульфида калия? ПР сульфида меди (II) равно 6,3×10–36.
Продолжение таблицы 5.2
Вариант
Условие задачи
Можно ли осадить ионы кальция из 100 мл 0,001 М раствора нитрата кальция, добавляя 150 мл 0,002 М раствора карбоната натрия? ПР карбоната кальция равно 3,8×10–9.
Можно ли осадить фосфат-ионы при смешивании одинаковых объемов 0,01 М раствора фосфата натрия и 0,005 М раствора нитрата серебра. ПР ортофосфата серебра равно 1,3×10–20.
Можно ли осадить ионы кальция при смешивании одинаковых объёмов 0,01 М раствора фторида натрия и 0,008 М раствора нитрата кальция ПР фторида кальция равно 4,0×10–11.
Можно ли осадить ионы свинца при смешивании 1 л 0,005 М раствора хромата натрия и 500 мл 0,002 М раствора нитрата свинца. ПР хромата свинца равно 1,8×10–14.
Можно ли осадить ионы висмута при смешивании 150 мл 0,05 М раствора иодида натрия и 350 мл 0,04 М раствора нитрата висмута (III). ПР иодида висмута (III) равно 8,1×10–19
Можно ли осадить ионы серебра при смешивании 200 мл 0,1 М раствора нитрата серебра и 300 мл 0,01 М раствора карбоната натрия. ПР карбоната серебра равно 1,2×10–12.
Можно ли осадить ионы иода при смешивании 250 мл 0,04 М раствора иодида калия и 500 мл 0,001 М раствора нитрата свинца. ПР иодида свинца равно 1,1×10–9.
Можно ли осадить ионы бария при смешивании одинаковых объёмов 0,001 М раствора хромата натрия и 0,0001 М раствора нитрата бария. ПР хромата бария равно 1,2×10–10.
Можно ли осадить ионы свинца в виде сульфата свинца при смешивании 500 мл 0,002 М раствора нитрата свинца и 1,5 л 0,001 М раствора сульфата натрия. ПР сульфата свинца равно 1,6×10–8.
Можно ли осадить сульфат-ионы при смешивании 100 мл 0,02 М раствора нитрата серебра и 150 мл 0,001 М раствора сульфата натрия. ПР сульфата серебра равно 1,6×10–5.
Можно ли осадить ионы лития при смешивании 250 мл 0,001 М раствора карбоната калия и 150 мл 0,0005 М раствора сульфата лития. ПР карбоната лития равно 4,0×10–3.
Можно ли осадить ионы магния при смешивании одинаковых объёмов 0,002 М раствора нитрата магния 0,0005 М раствора карбоната натрия. ПР карбоната магния равно 2,1×10–5.
Можно ли осадить ионы алюминия при смешивании одинаковых объёмов 0,001 М раствора нитрата алюминия и 0,002 М раствора фосфата натрия. ПР ортофосфата алюминия равно 5,8×10–19.
Можно ли осадить хромат-ионы при смешивании 100 мл 0,0001 М раствора нитрата серебра и 150 мл 0,0002 М раствора хромата натрия. ПР хромата серебра равно 1,1×10–12.
Можно ли осадить бромид-ионы при смешивании одинаковых объёмов 0,01 М раствора бромида бария и 0,003 М раствора нитрата серебра. ПР бромида серебра равно 5,3×10–13.
Можно ли осадить ионы магния при смешивании 200 мл 0,003 М раствора фторида натрия и 300 мл 0,005 М раствора нитрата магния. ПР фторида магния равно 6,5×10–9.
Продолжение таблицы 5.2
Вариант
Условие задачи
Можно ли осадить ионы лития при смешивании 1 л 0,02 М раствора фосфата натрия и 3 л 0,05 М раствора нитрата лития. ПР ортофосфата лития равно 3,2×10–9
Можно ли осадить фторид-ионы при смешивании 300 мл 0,001 M раствора нитрата бария и 200 мл 0,005 М раствора фторида калия. ПР фторида бария равно 1,1×10–6.
Можно ли осадить ионы серебра при смешивании 150 мл 0,0001 M раствора нитрата серебра и 250 мл 0,001 М раствора ортоарсената калия. ПР ортоарсената серебра равно 1,0×10–22.
Можно ли осадить ионы кальция из 200 мл 0,001 М раствора нитрата кальция, добавляя 200 мл 0,002 М раствора фторида калия? ПР фторида кальция равно 4,0×10–11
Можно ли осадить сульфид-ионы при смешивании 500 мл 0,002 M раствора нитрата серебра и 300 мл 0,0001 М раствора сульфида натрия. ПР сульфида серебра равно 6,3×10–50.
Можно ли осадить ионы бария при смешивании 100 мл 0,005 M раствора нитрата бария и 150 мл 0,005 М раствора бромата калия. ПР бромата бария равно 5,5×10–6.
Можно ли осадить ионы кадмия при смешивании 2000 мл 0,01 M раствора нитрата кадмия и 500 мл 0,005 М раствора гидроксида натрия. ПР гидроксида кадмия равно 2,2×10–14.
Можно ли осадить ионы кадмия при смешивании равных объёмов 0,003 M раствора хлорида кадмия и 0,005 М раствора сульфида калия. ПР сульфида кадмия равно 1,6×10–28.
Можно ли осадить сульфат-ионы при смешивании 700 мл 0,01M раствора нитрата лантана (III) и 1800 мл 0,005 М раствора сульфата калия. ПР сульфата лантана (III) равно 3,0×10–5.
Можно ли осадить ионы магния при смешивании 300 мл 0,001 M раствора нитрата магния и 200 мл 0,002 М раствора ортофосфата натрия. ПР ортофосфата магния равно 1,0×10–13.
Можно ли осадить ионы свинца при смешивании 500 мл 0,0005 M раствора нитрата свинца и 250 мл 0,005 М раствора бромида калия. ПР бромида свинца равно 9,1×10–6.
Можно ли осадить ионы кальция при смешивании одинаковых объёмов 0,0001 M раствора нитрата кальция и 0,00001 М раствора ортофосфата натрия. ПР ортофосфата кальция равно 2,0×10–29.
Можно ли осадить ионы свинца при смешивании 200 мл 0,01 М раствора хлорида кальция и 300 мл 0,02 М раствора нитрата свинца. ПР хлорида свинца равно 1,6×10–5
Можно ли осадить ионы меди при смешивании 150 мл 0,001 М раствора сульфида калия и 250 мл 0,002 М раствора нитрата меди (II). ПР сульфида меди (II) равно 6,3×10–36.
Можно ли осадить ионы свинца из 300 мл 0,02 М раствора нитрата свинца, добавляя 200 мл 0,01 М раствора хлорида кальция? ПР хлорида свинца равно 1,6×10–5.
Можно ли осадить ионы меди из 150 мл 0,001 М раствора хлорида меди (II), добавив к нему 250 мл 0,002 М раствора гидроксида калия? ПР гидроксида меди (II) равно 5,6×10–20.
Продолжение таблицы 5.2
Вариант
Условие задачи
Можно ли осадить ионы кальция из 100 мл 0,001 М раствора нитрата кальция, добавляя 150 мл 0,002 М раствора карбоната натрия? ПР карбоната кальция равно 3,8×10–9
