Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Условия образования осадков




Зная концентрации ионов в растворе, можно прогнози­ровать направление гетерогенного процесса. Если произ­ведение концентрации ионов, образующих малораствори­мый сильный электролит, в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, будет больше Ks, то произой­дет образование твердой фазы, т.е. осадка. Действитель­но, для процесса

 

BaSO4 ↔ Ва2+ + SO2-4

 

произойдет образование осадка, если С(Ва2+) • С(SO2-4) > Кs , так как раствор становится пересыщенным. Если же C(Ba2+) • C(SO2-4) < Кs , то раствор является ненасыщен­ным и осадок не образуется. Образование осадков связано с процессом укрупнения частиц, с образованием кристал­лической решетки вещества. Процесс образования осадка можно разделить на три основные стадии: 1) возникнове­ние зародышей кристаллизации; 2) рост кристаллов из зародышей; 3) агрегация кристаллов с образованием по­ликристаллического осадка. Эти стадии протекают с раз­ной скоростью. Например, третья стадия может требовать для своего завершения нескольких часов, а то и суток. Это обстоятельство объясняет, почему в некоторых случаях осадок АтВп образуется не сразу, хотя достигается усло­вие Сmn+) • Сnm-) > Ks.

Для того чтобы вызвать возникновение зародышей кристаллизации, потирают внутренние стенки пробирки стеклянной палочкой. Так поступают, например, при об­наружении ионов натрия Na+ с помощью гексагидроксостибиата (V) калия.

Когда произведение Сmn+) • Сnm-)будет равным Кs , выпадение осадка прекратится. Раствор станет насыщен­ным.

Зная объем и концентрацию смешиваемых растворов, можно определить, будет ли выпадать осадок образую­щейся соли.

Пример.Образуется ли осадок карбоната кальция СаСО3 при смешивании равных объемов 0,02М растворов СаСl2 и Na2CO3?

Решение.KS(CaCO3)5 • 10-9. После смешивания рас­творов концентрация каждого из ионов стала в 2 раза меньше первоначальной, т.е. 0,01 моль/л, так как во столько же раз уменьшается концентрация каждой соли. Поэтому произведение концентрации ионов соли СаСО3 будет равно: С(Са2+) • C(CO2-3)= 0,01 • 0,01= 1 • 10-4.

Полученное значение больше константы растворимос­ти Ks(CaCO3) и поэтому осадок образуется.

На процесс образования осадков существенное влияние оказывают многие факторы, которые рассматриваются ниже. Знание этих факторов позволяет провести практи­чески полное осаждение определяемых ионов и устранить мешающее влияние других ионов при последующих опе­рациях.

1. Концентрация исходных растворов.При получении кристаллических осадков концентрация растворов реаги­рующих веществ не должна быть высокой или слишком малой. Это необходимо для того, чтобы не произошло зна­чительного пересыщения раствора. В противном случае образуется большое число центров кристаллизации и вы­падает мелкокристаллический осадок.

2. Растворимость соединений, образующих осадок.Важное значение при образовании осадков имеет раство­римость данных соединений, в виде которых осаждается определяемый ион. Чем менее растворимо соединение, тем более полно осаждается ион. Например, ионы Рb2+ мо­гут осаждаться в виде хлорида, сульфата и сульфида свин­ца. Растворимость (S)и константы растворимости (Ks)этих соединений имеют следующие значения:

 

  РbСl2 PbSO4 PbS
Ks 1,6 • 10-5 1,6 •10-8 2,5 • 10-27
S, моль/л 0,4 • 10-2 1,26 • 10-4 5,0 • 10-14

 

Сравнение величин Ks и Sпоказывает, что наиболее растворимым соединением является хлорид свинца, ме­нее растворимым сульфид свинца. Осаждение считается практически полным, когда остаточная концентрация осаждаемого иона в растворе меньше, чем 10-6 моль/л. По приведенным в таблице данным видно, что этому условию соответствует только сульфид свинца. Значит, ионы свин­ца осаждаются практически полно в виде сульфида свин­ца. В остальных приведенных примерах происходит его неполное осаждение.

Необходимо принять во внимание большое значение Ks(PbCl2), именно этим объясняется неполное отделение ионов Рb2+ от ионов Ag+, Hg2+2 при систематическом ходе анализа с помощью хлороводородной кислоты.

3. Влияние одноименного иона.Влияние одноименного иона понижает растворимость малорастворимых электро­литов по закону действующих масс. Например, в процессе осаждения PbSO4 произведение концентраций C(Pb2+) х C(SO2-4) становится равным константе растворимости Ks(PbSO4) и выпадение осадка прекращается. Устанавли­вается равновесие:

Ks

PbSO4 Pb2+ + SO2-4

 

Добавление одноименных ионов в виде сульфата натрия илисерной кислоты (как осадителей) приводит к более полно­му осаждению ионов свинца (Рb2+) из раствора. Равновесие смещается влево, в сторону образования осадка, так как про­изведение концентраций ионов C(Pb2+) • C(SO2-4) уже больше константы растворимости Ks(PbSO4). Однако при очень боль­шом избытке одноименного иона может наблюдаться повы­шение растворимости осадка и образование кислой соли:

 

PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2.

 

Аналогично в реакции

 

HgCl2 + 2KI= HgI2↓ + 2KCl

 

добавление слишком большого избытка йодида калия вы­зывает растворение осадка и образование комплексного соединения:

HgI2 + KI = K2[HgI4].

 

На практике обычно употребляют не более чем полу­торный избыток осадителя.

4. Влияние температуры.Повышение температуры уве­личивает растворимость солей, а вместе с тем и константу растворимости. Поэтому осаждение из растворов проводят при комнатной температуре. Иногда осаждение проводят из подогретых растворов. При медленном охлаждении такого раствора происходит постепенный переход осадка из аморф­ного состояния в кристаллическое, что позволяет предотвра­тить образование коллоидных растворов.







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 1097. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.003 сек.) русская версия | украинская версия