3.3. Растворимость в многокомпонентной системе с индифферентным электролитом

В этом случае расчет растворимости сводится к влиянию ионной силы раствора на растворимость трудно растворимого соединения. Ионную силу раствора следует вычислять, ориентируясь на соотношение концентраций в растворе трудно растворимой соли и соли, содержащей одноименный ион.

Если разница между ними не велика, то в уравнении ионной силы следует учитывать все ионные компоненты раствора. Если концентрация электролита, содержащего одноименный ион, в 10 и более раз превышает растворимость осадка, то значением растворимости при расчете ионной силы раствора можно пренебречь.

Пример 23

Рассчитать растворимость Ag₂SO₄в растворе нитрата натрия, концентрацией 0,1 моль/кг, если его растворимость в воде составляет 0,0228 моль/кг.

Решение. 1. Вычислить ионную силу раствора, содержащего сульфат серебра и нитрат натрия

2. Вычислить средний ионный коэффициент активности сульфата серебра

3. Вычислить растворимость сульфата серебра в присутствии нитрата натрия

4. Пересчитать ионную силу раствора с учетом растворимости сульфата серебра, вычисленной в п. 3

средний ионный коэффициент активности сульфата серебра

и растворимость сульфата серебра в присутствии нитрата натрия

5. , следовательно, следует повторить пересчет ионной силы раствора, коэффициента активности и растворимости

6. и окончательное значение растворимости сульфата серебра в растворе нитрата натрия составляет 0,0268 моль/кг.

Полученное значение растворимости сульфата серебра в присутствии постороннего электролита превышает найденное для бинарной системы сульфат серебра – вода (0,0228 моль/кг). При повышении ионной силы раствора растворимость малорастворимого соединения должна увеличиваться, что согласуется с полученными расчетными данными.

Пример 24.

Вычислить растворимость сульфата бария (L= 10^–10) в растворе хлорида кальция концентрацией 0,1 моль/кг.

Решение. 1. Составить уравнение растворимости сульфата бария

,

его произведение растворимости

и вычислить ориентировочное значение растворимости сульфата бария в воде

2. Вычислить ионную силу раствора, содержащего сульфат бария и хлорид кальция. Очевидно, что ионная сила раствора будет определяться только концентрацией индифферентного электролита

3. Вычислить средний ионный коэффициент активности сульфата бария

4. Рассчитать растворимость сульфата бария в присутствии хлорида кальция

3.4. Растворимость в многокомпонентной системе с одноименными ионами

В этом случае раствор содержит, помимо трудно растворимой соли, другой сильный электролит, как правило, хорошо растворимую соль, имеющий в своем составе одноименные с составом осадка ионы, например: или.

В этом случае при составлении уравнения закона действующих масс следует учитывать, что концентрация катиона или аниона может складываться из нескольких источников.

В присутствии одноименного аниона уравнение закона действующих масс

. (3.12)

Например, уравнение закона действующих масс для системы :

В присутствии одноименного катиона

. (3.13)

Например, уравнение закона действующих масс для системы :

В обоих случаях приходится решать степенное уравнение второго или более высокого порядка.

Ионную силу раствора в присутствии одноименного иона следует вычислять, ориентируясь на соотношение концентраций в растворе трудно растворимой соли и соли, содержащей одноименный ион.

Если разница между ними не велика, то в уравнении ионной силы следует учитывать все ионные компоненты раствора. Если концентрация электролита, содержащего одноименный ион, в 10 и более раз превышает растворимость осадка, то значением растворимости при расчете ионной силы раствора можно пренебречь.

Следует запомнить, что растворимость в присутствии одноименных ионов всегда понижается.