Произведение растворимости

Произведение растворимости (ПР) – произведение концентраций ионов (ионное произведение - ИП) в насыщенном растворе, то есть при условии установления динамического равновесия между твердой и жидкой фазой.

При постоянной температуре ПР является величиной постоянной. В справочниках приведены значения ПР при температуре 250С.

Расчет ионного прозведения и ПР:

Для соединения АxВy ионное произведение равно   ИП = [Ay+]x [Bx-]y

Задача №1.  CaSO4 (тв.) ↔ CaSO4 (р) ↔ Ca2+ + SO42-
ИП = [Ca2+] [SO42-], где  [Ca2+] и  [SO42-] - молярные концентрации иона кальция и сульфат-аниона соответственно.
                  ПР = ИПнасыщ. = 6,1×10-5 (справочное значение при 250С)
Зная величину ПР соли, можно рассчитать предельную растворимость этой соли.
Обозначим концентрацию иона кальция через "х", тогда, согласно приведенному выше химическому уравнению, концентрация сульфат-аниона тоже будет равна "х". Тогда ПР =  [Ca2+][SO42-] = х2 = 6,1×10-5 .
Отсюда  [Ca2+] = [SO42-] = [СаSO4] = х = √6.1×10-5 = 7,7×10-3 (моль/л).

Задача №2.  Ca3(PO4)2 (тв.) ↔ Ca3(PO4)2 (р) ↔ 3Ca2+ + 2PO43-
      ИП = [Ca2+]3 [PO43-]2          ПР = ИПнасыщ. = 2,0×10-29
Ca3(PO4)2 обладает меньшей растворимостью, чем CaSO4.
Если обозначить концентрацию Ca3(PO4)2   через "х", [Ca2+] = 3х, [PO43-]= 2х.
2,0×10-29   = (3х)3 × (2х)2 = 108 х5 . Концентрация Ca3(PO4)2 в насыщенном растворе будет равна х = 2,9×10-5 моль/л.

Зная  величину ПР, можно предсказать, будет ли происходить образование осадка в результате какой-нибудь химической реакции..

Если ИП = ПР  -  раствор насыщенный.
ИП < ПР  -  раствор ненасыщенный, при  добавлении вещество будет еще растворяться. А, если это вещество образуется в результате како-нибудь химической реакции, оно не будет выпадать в осадок.
ИП > ПР  - при такой концентрации вещество будет выпадать в осадок; раствор пересыщенный.

Задача №3. Образуется ли осадок при сливании 20 мл 0,01 моль/л раствора СаСl2 и 30 мл 0,02 моль/л раствора Na3PO4?

При смешивании этих двух растворов происходит химическая реакция 3СаСl2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6NaСl с образованием труднорастворимого фосфата кальция.
Рассчитаем молярную концентрацию катиона кальция и фосфат-аниона в образовавшемся растворе.

Концентрация СаСl2  после разбавления другим раствором стала 0,01×20:(20+30) = 0,004 моль/л. Поскольку на один моль СаСl2 приходится 1 моль катиона кальция, концентрация иона [Ca2+] = 0,004 моль/л.
Концентрация Na3PO4  после разбавления равна 0,02×30:(30+20) = 0,012 моль/л. В 1 моль соли содержится 1 моль фосфат-аниона, следовательно, [PO43-] = 0,012 моль/л.
Ионное произведение равно ИП = [Ca2+]3 [PO43-]2 = 0,0043 × 0,0122 = 9,2 × 10-12 . ПР этой соли = 2,0 ∙ 10-29 .
ИП > ПР, следовательно, в результате реакции будет выпадать осадок Ca3(PO4)2.