ЧТО ТАКОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ, ИЛИ КАК ПУТЕШЕСТВУЮТ ИОНЫ

Наука » Химия

В разбавленных растворах плохо рас­творимых солей устанавливается рав­новесие между твёрдым кристалличе­ским осадком и ионами в растворе: часть ионов из кристаллов непрерывно переходит в раствор, и такое же коли­чество — из раствора в осадок. Если пе­ремножить концентрации ионов в рас­творе, то получится постоянная (при данной температуре) величина, которая называется произведением раствори­мости и обозначается ПР; так, для BaSO4 ПР = [Ва2+]•[SO2-4] (квадратные скобки означают, что берётся концен­трация иона, выраженная в молях на литр раствора). В том случае, когда вещество образует в растворе несколько катионов и анионов, их концентрации возводятся в соответствующую сте­пень; так, для PbI2 ПР = [Pb2+]•[I-]2.

  

Осадки хлорида, бромида и иодида серебра.

Если резко уменьшить концентра­цию катионов или анионов над осадком, то он начнёт растворяться, посылая в раствор новые и новые порции ионов, чтобы сохранить постоянство ПР. Есть разные способы, позволяющие умень­шить концентрацию ионов. Одни ионы можно превратить в газообразные со­единения, которые улетучатся из рас­твора, например: СО2-3+2Н+=СО2­2О (именно поэтому малораствори­мые карбонаты, в частности мел, легко растворяются в кислотах). Другие ионы могут быть связаны подходящим реаген­том в малодиссоииированное соедине­ние: ОН- + Н+2О (поэтому раство­ряются в кислотах малорастворимые гидроксиды металлов). Теоретически любая соль будет растворена,  если только найти вещество, которое снизит концентрацию в растворе хотя бы одно­го из её ионов.

Эти рассуждения можно проиллю­стрировать эффектной цепочкой пре­вращений, в которых участвуют ионы серебра. Выпишем значения ПР типич­ных нерастворимых соединений сере­бра и рассчитаем по ним концентрации ионов серебра в водном растворе над осадком:

Уже первое вещество — Ag2CO3 в воде практически не растворяется. Но если добавить к бесцветному раствору над желтоватым осадком Ag2CO3 не­сколько капель раствора хромата калия К2СrО4 и перемешать смесь, осадок Ag2CO3 немедленно исчезнет и появит­ся тёмно-красный осадок Ag2CrO4. Про­изошло это потому, что ионы Ag+, нахо­дящиеся над осадком Ag2CO3, начали быстро связываться хромат-ионами в менее растворимое соединение. На смену им из осадка стали поступать но­вые ионы серебра, которые тут же «пе­рехватывались» хромат-ионами. В кон­це концов все ионы серебра, входившие в состав карбоната, вошли в состав но­вого осадка — хромата серебра.

Аналогично хромат серебра легко превратить в менее растворимый тём­но-коричневый оксид серебра Ag2O, за­тем — в ещё менее растворимый белый осадок AgCl. Если теперь к AgCl доба­вить немного раствора аммиака, осадок моментально растворится: ионы Ag+ свяжутся с молекулами аммиака в прочный комплекс состава [Ag(NH3)2]+.

Однако в растворе ещё остаётся небольшое количество свободных ио­нов серебра, поэтому при добавлении бромида калия аммиачный комплекс начинает распадаться, выделяя новые и новые порции ионов Ag+, которые немедленно переходят в осадок AgBr. Чтобы он растворился, выбирают комплексообразователь посильнее. Им служит, например, тиосульфат натрия Na2S2O3, анионы которого в растворе образуют более прочный, чем аммиак, комплекс состава [Ag(S2O3)2]3-. Имен­но поэтому тиосульфат натрия ис­пользуют в фотографии для растворе­ния бромида серебра.

В присутствии тиосульфата в рас­творе осталось ещё меньше свободных ионов серебра, но их концентрация достаточна, чтобы при добавлении иодида калия достичь величины ПР для AgI; эта соль и выпадет в осадок жёлто­го цвета. Настала очередь иодида. Рас­творить его ещё труднее, чем бро­мид, — уж очень мала концентрация Ag+ в растворе над осадком. Но если к осадку добавить раствор сульфида нат­рия, он сразу почернеет: это образовал­ся Ag2S — наименее растворимая соль серебра.

Серебро из сульфида можно пере­вести в раствор с помощью азотной кислоты: 3Ag2S + 8HNO3=6AgNO3+2NO+3S+4Н2О. Круг замкнулся: серебро снова находится в виде хоро­шо растворимой соли — нитрата. Итак, путешествие ионов серебра из осадка в раствор и обратно закончилось. Вот карта его маршрута:

  

ЧТО ТАКОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ, ИЛИ КАК ПУТЕШЕСТВУЮТ ИОНЫ



Источник: Мир Энциклопедий Аванта+
Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.