Химические методы анализа - 154 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

307
Таким образом, если поддерживать концентрацию гидроксид-
ионов OH
-
на уровне 3.410
11
моль/л, концентрация Fe
3+
понизится до
1.010
6
моль/л. Фактически гидроксид железа Fe(OH)
3
количественно
осаждается в довольно кислом растворе.
Обратимся теперь ко второй величине, т.е. к максимальной кон-
центрации ОН
, при которой Mg(OH)
2
еще не образуется. Для того,
чтобы началось осаждение Mg(OH)
2
, произведение концентрации
Mg
2+
на квадрат концентрации [ОН
]
должно быть выше произведе-
ния растворимости 1.810
11
. Подставив в выражение для произведения
растворимости 0.1 (молярная концентрация Mg
2+
в растворе), можно
рассчитать максимальную допустимую концентрацию ОН
, при ко-
торой Mg(OH)
2
еще не образуется:
0.1 [OH
]
2
= 1.810
11
,
[OH
] = 1.310
5
моль/л.
Если концентрация ОН
-
выше этой величины, раствор становит-
ся пересыщенным относительно Mg(OH)
2
и может начаться выпадение
осадка.
Проведенные расчеты показали, что количественное выделе-
ние Fe(OH)
3
произойдет при концентрации ОН
, большей 3.410
11
моль/л, и что, пока концентрация ОН
не достигнет 1.310
5
моль/л,
Mg(OH)
2
осаждаться не будет. Следовательно, для того, чтобы разде-
лить Fe
3+
и Mg
2+
, нужно поддерживать концентрацию ОН
в интервале
между этими значениями, что вполне осуществимо и возможен анализ
смеси ионов железа и магния с ошибками, не превышающими 5%.
VI.1.9. Влияние концентрации электролита на растворимость
Экспериментально найдено, что осадки обычно более растворимы
в растворе электролита, чем в воде, при условии, что электролит не
содержит одноименных с осадком ионов. Рис. 6.2 иллюстрирует влия-
ние электролита на растворимость трех осадков. При увеличении кон-
центрации нитрата калия в растворе от 0 до 0.02 М растворимость
сульфата бария возрастает вдвое. Растворимость иодата бария при та-
ком же изменении концентрации электролита увеличивается только в
1.25 раза и хлорида серебра в 1.20 раза.
Влияние электролита на растворимость объясняется электро-
статическим притяжением между ионами осадка и противоположно
заряженными посторонними ионами, образуя в некоторых случаях бо-
лее сложные, как здесь предполагается, агрегатированные системы.
Такие взаимодействия вызывают сдвиг равновесия реакции растворе-
ния.
308
Важно понимать, что этот эффект наблюдается не только при
равновесиях растворения-осаждения, но и при всех остальных видах
равновесий.
Например, данные табл.6.3 указывают на то, что в присутствии
хлорида натрия степень диссоциации уксусной кислоты значительно
возрастает.
Рис.6.2. Влияние концентрации электролита на растворимость некоторых
солей
Таблица 6.3
Константы диссоциации уксусной кислоты
в присутствии хлорида натрия при 25
0
С
Концентрация NaCl, M
Кажущаяся К
а
0.00
1.7510
-5
0.02
2.2910
-5
0.11
2.8510
-5
0.51
3.3110
-5
1.01
3.1610
-5
Приведенные в табл.6.3 кажущиеся константы диссоциации по-
лучены экспериментально измерением равновесных концентраций
ионов водорода и ацетат-ионов в растворах, содержащих соль в ука-
занной концентрации. В этом случае явное смещение равновесия так-
же можно отнести за счет притяжения ионов электролита и заряжен-
ных ионов водорода и ацетат-ионов. Если не судить строго, то полу-
ченные кажущиеся константы диссоциации ненамного отличаются
друг от друга, так как в некоторых опытах могут быть получены значе-
ния с большим разбросом вокруг среднего арифметического.
Тем не менее из этих данных можно сделать вывод: закон рав-
новесия в приведенной ранее формулировке имеет ограничения и
       Таким образом, если поддерживать концентрацию гидроксид-              Важно понимать, что этот эффект наблюдается не только при
ионов OH- на уровне 3.4⋅10−11 моль/л, концентрация Fe3+ понизится до   равновесиях растворения-осаждения, но и при всех остальных видах
1.0⋅10−6 моль/л. Фактически гидроксид железа Fe(OH)3 количественно     равновесий.
осаждается в довольно кислом растворе.                                       Например, данные табл.6.3 указывают на то, что в присутствии
       Обратимся теперь ко второй величине, т.е. к максимальной кон-   хлорида натрия степень диссоциации уксусной кислоты значительно
центрации ОН−, при которой Mg(OH)2 еще не образуется. Для того,        возрастает.
чтобы началось осаждение Mg(OH)2, произведение концентрации
Mg2+ на квадрат концентрации [ОН−] должно быть выше произведе-
ния растворимости 1.8⋅10−11. Подставив в выражение для произведения
растворимости 0.1 (молярная концентрация Mg2+ в растворе), можно
рассчитать максимальную допустимую концентрацию ОН−, при ко-
торой Mg(OH)2 еще не образуется:
                          0.1 [OH−]2 = 1.8⋅10−11,
                         [OH−] = 1.3⋅10−5 моль/л.
       Если концентрация ОН- выше этой величины, раствор становит-
ся пересыщенным относительно Mg(OH)2 и может начаться выпадение
осадка.
       Проведенные расчеты показали, что количественное выделе-        Рис.6.2. Влияние концентрации электролита на растворимость некоторых
                                                                       солей
ние Fe(OH)3 произойдет при концентрации ОН−, большей 3.4⋅10−11
                                                                                                                     Таблица 6.3
моль/л, и что, пока концентрация ОН− не достигнет 1.3⋅10−5 моль/л,
                                                                                   Константы диссоциации уксусной кислоты
Mg(OH)2 осаждаться не будет. Следовательно, для того, чтобы разде-
                                                                                    в присутствии хлорида натрия при 250С
лить Fe3+ и Mg2+, нужно поддерживать концентрацию ОН− в интервале
                                                                                Концентрация NaCl, M          Кажущаяся К′а
между этими значениями, что вполне осуществимо и возможен анализ
смеси ионов железа и магния с ошибками, не превышающими 5%.                             0.00                  1.75⋅10-5
                                                                                        0.02                  2.29⋅10-5
  VI.1.9. Влияние концентрации электролита на растворимость                             0.11                  2.85⋅10-5
                                                                                        0.51                  3.31⋅10-5
     Экспериментально найдено, что осадки обычно более растворимы                       1.01                  3.16⋅10-5
в растворе электролита, чем в воде, при условии, что электролит не
содержит одноименных с осадком ионов. Рис. 6.2 иллюстрирует влия-             Приведенные в табл.6.3 кажущиеся константы диссоциации по-
ние электролита на растворимость трех осадков. При увеличении кон-     лучены экспериментально измерением равновесных концентраций
центрации нитрата калия в растворе от 0 до 0.02 М растворимость        ионов водорода и ацетат-ионов в растворах, содержащих соль в ука-
сульфата бария возрастает вдвое. Растворимость иодата бария при та-    занной концентрации. В этом случае явное смещение равновесия так-
ком же изменении концентрации электролита увеличивается только в       же можно отнести за счет притяжения ионов электролита и заряжен-
1.25 раза и хлорида серебра в 1.20 раза.                               ных ионов водорода и ацетат-ионов. Если не судить строго, то полу-
       Влияние электролита на растворимость объясняется электро-       ченные кажущиеся константы диссоциации ненамного отличаются
статическим притяжением между ионами осадка и противоположно           друг от друга, так как в некоторых опытах могут быть получены значе-
заряженными посторонними ионами, образуя в некоторых случаях бо-       ния с большим разбросом вокруг среднего арифметического.
лее сложные, как здесь предполагается, агрегатированные системы.              Тем не менее из этих данных можно сделать вывод: закон рав-
Такие взаимодействия вызывают сдвиг равновесия реакции растворе-       новесия в приведенной ранее формулировке имеет ограничения и
ния.

                                307                                                                    308