химический каталог




Курс физической химии. Том II

Автор Я.И.Герасимов

Иногда, например при исследовании белков, оказывается необходимым создавать условия, в которых аминокислота при диссоциации дает одинаковую концентрацию как положительных (NH3RCOOH), так и отрицательных (NH2RCOO-) ионов. В чистой воде такое условие невыполнимо, так как константы диссоциации обеих ступеней неодинаковы. Чтобы одну ступень диссоциации усилить, а другую — подавить, необходимо создать в растворе соответствующую концентрацию водородных ионов, добавляя либо кислоту, либо основание. Значение рН, при котором амфолит образует одинаковые концентрации положительных и отрицательных ионов, называется изоэлектрической точкой. В изо-электрической точке, очевидно, соблюдается условие

[NH+RCOOH] [NH2RCOO_] (XVIII, 96)

Сложив выражения (XVIII, 94) и (XVIII, 95), находим

[NH+RCOOi [NH2RCOO'l

lgK„T*n=-2pH-f Igl—1— \\ 2- (XVIII, 97)

д1 Д" [NH+RCOOH] [NHJRCOO-] ' '

Учитывая выражение (XVIII, 96), получаем

В уравнении (XVIII, 97) активности заменены концентрациями, причем получается небольшая ошибка, так как fuHjucotr сокращаются, a fNH+RC00H и fN„aRC00- если и не

равны единице, то весьма близки между собой.

§ 17. Произведение растворимости

Рассмотрим соотношение между активностями ионов бинарного сильного малорастворимого электролита, например AgCl, в его насыщенном растворе. При установившемся равновесии соблюдается равенство

lVam-|V+'1ciЛевая часть равенства при данной температуре — величина постоянная, Следовательно в насыщенном растворе:

•V + ^сГ = const Выражая величины ц. через активности, получим

^Ag+ + RT 1П AAG+ + »*СГ + RT 1П ЙСГ = C°NST (XVI11' 98>

или

Величина La, постоянная при данной температуре, называется произведением активностей.

В насыщенном растворе соли всегда должно быть постоянным произведение активностей ионов соли La:

La = aAg+acr = [Ag+] [СГ] fAg+/cr = [Ag+] [Cl~] f± (XVIII, 99)

Раствор малорастворимой соли является раствором разбавленным. Если такие растворы не содержат других веществ, повышающих их ионную силу, то активности можно заменить концентрациями:

[Ag+][cr] = ? (XVIII, 100)

L называется произведением растворимости. В табл. (XVIII, 14) даны произведения растворимости некоторых малорастворимых в воде солей при 25 °С.

Таблица XVIII, 14. Произведения растворимости некоторых солей, растворенных в воде при 25 °С

Соль

Соль

Соль

а

AgCl

AgBr

Agl

Ag2S

Hg2Cl2

Hg2Br2

Hg2I2

Hg2(CN)2

1,56 7,7 1,5 5,9 1,15 5,50 4,95 5,0

10 10 10 10 10 10 10 10

— 10

— 13la52

—is

—23 -29 —49

Hg2C03

CaC03

BaC03

PbC03

Ag2C03

PbS04

CaS04

BaS04

9,0 4,82 4,93 7,24

6,2

1.6 6,26

9,9

10 10 10 10 10 10 10 10

— 17

—9 —9

— 14

— 12 -8 —5

— II

Hg2SO,

MnS

FeS

ZnS

CdS

PbS

CuS

Hg2S2

4,7 1,1 3,8 7,4 1,2 6,7 3,2 1

10 10 10 10 10 10 10 10

—715 -20 27 -28 -29 — 38 -45

В водных растворах AgCl концентрации ионов одинаковы:

[Ag+] = [Cr] (XVIII, 101)

Обозначив [Ag+] и [С1_] через с, находим, что L = с2 или с принимает вид L = сх. Чем больше х, тем меньше с. Таким образом, по мере добавления иона С1~ насыщение раствора солью AgCl наступает при все меньшей концентрации с.-Если ион С1~ вводится в уже насыщенный раствор соли AgCl, то соль выделяется в виде кристаллической фазы.

Тот же результат получаем и при добавлении AgN03. Ниже дается приближенный расчет зависимости растворимости с соли AgCl от концентрации х добавленной соли (КС1 или AgN03). При 25 °С LAgci = 1,56-Ю-10, но для наглядности примем L = Ы0~10. В чистой воде с = [Ag+] = [Ci-], откуда с = VlO~10 = 10~5. Равенство L, = ЫО-10 должно соблюдаться и после добавления соли с одноименным ионом. Ниже даны значения с при разных значениях х:

х '. О 0,00001 0,0001 0,001 0,01 0,1

с I . 10"5 6,2-10"8 1-Ю"8 1-10"7 1.10-8 1-10-9

Уже при добавлении 0,001 моль/л КС1 или AgN03 растворимость AgCl уменьшается в 100 раз. Поэтому в количественном анализе осадки принято промывать не чистой водой, а водой, содержащей некоторое количество осаждающего реагента. Например, осадок AgCl промывают раствором НС1.

Соотношение произведений растворимости определяет равновесие между двумя малорастворимыми солями. Рассмотрим реакцию

AgCl(T) + Г = AgI(T) + СГ (XVIII, 102)

Константа равновесия этой реакции

[СГ] ^ [СГ][А5+] = LAgC1 С [Г] " [Г][Ае+] LAgI

LAgGi = 1,56-Ю-10; /-Agi =1,5' Ю-16. Отсюда Kc = 1,04- 10е. Следовательно согласно уравнению (XVIII, 102) реакция будет идти слева направо уже при концентрации [I-], в миллион раз меньшей, чем [О-]. Таким образом, малорастворимая соль вытесняет из осадка более растворимую.

Для более сложных электролитов произведение растворимости находят так же. Например, для Ag2S L ~ [Ag+]2[S2~] или L=* = (2с)2с = 4с3. Если в раствор добавлен H2S и концентрация его диссоциированной части равна х моль/л, то L = (2с)г(с + х). Цели х ^> с, то L = 4с2х. При добавлении к раствору Ag2S х моль/л Ионизированного AgN03 величина [Ag+] = 2с + х, a [S2-] — с, откуда L — (2с + х)гс и при х с имеем L = хЧ.

Иногда при добавлении одноименных ионов могут образоваться растворимые комплексы, в состав которых входит малорастворимая соль. Подобная «растворимость» не имеет ничего общего с растворимостью, рассматриваемой в этом параграфе и зависящей от концентрации каждого из ионов малорастворимой соли.

Комплексы образуются, например, при добавлении ионов CN~ к AgCN или ионов I- к Hgl2. При этом происходит образование комплексных ионов Ag (CN)2, Hgl3~, в результате чего концентрация ионов Ag+, Hg2+ в растворе уменьшается, и произведение

[Ag+][CN~] или соответственно [Hg2+][I-]2 оказывается меньше произведения растворимости. Нарушенное равновесие восстанавливается за счет растворения находящейся в осадке малорастворимой соли.

Растворимые комплексные соединения образуются и при введении в раствор неодноименных ионов. Например, растворимость Agl повышается при добавлении Na2S203, так как в результате образуется комплексный ион:

Ag+-f 2S202-=[Ag(S203)2]3Измерив методом з. д. с. константу диссоциации этого комплексного иона и зная произведение растворимости Agl, можно рассчитать растворимость Agl в присутствии Na2S203:

[Ag+] [520Г]2 13

kc = 1 t 3 J = 1,02 • 10

[Ag (S203)2]3"

откуда

^Agi=[Ag+] [!"]-= 1,5. 10-|e [Ag(S203)2]3-[r] = [S2Oii2. 1,47. 10~3

Ho Ag(S203)2]3~ = [I-], так как концентрация свободных ионов серебра очень мала, и концентрация свободных ионов иода равна концентрации ионов серебра, практически полностью связанных в растворимом комплексе. Следовательно, каждая из концентраций [I-] и [Ag(S203)2]3"" равна числу грамм-эквивалентов перешедшей в раствор соли Ag

страница 133
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173

Скачать книгу "Курс физической химии. Том II" (5.2Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
пилот февраль 2017 концерт
3d оборудование для кинотеатров
адвакаты масквы по производственной травме
промышленная мебель винтовой табурет

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)