Задача на растворимость

ответьте на следующие вопросы о растворимости гидроксида кальция дальше нам дают его константу произведения растворимости запишите сбалансированное уравнение растворения твердого гидроксида кальция в чистой воде и так начнём с гидроксида кальция в твердом состоянии и он будет находиться в состоянии равновесия с ионами кальция их заряд 2 + подпишем что они находятся в водном растворе и плюс гидроксид-ион и они также растворены в воде и на каждый ион кальция приходится два гидроксид-иона и мы видим что уравнение сбалансировано с обеих сторон по одному кальцию и по два гидроксид-иона перейдем ко второй части задачи найдите малярную растворимость гидроксида кальция но не в чистой воде в растворе где уже присутствует некая концентрация другой соли нитрата кальция его в растворе 0,1 моли на литр нитрат кальция это очень хорошо растворимая соль нитраты вообще хорошо растворяются в воде как решать такую задачу как найти молярную растворимость гидроксида кальция сколько еще ионов кальция может оказаться в растворе в котором уже есть какое-то количество ионов кальция и сколько бы ионов кальция у нас не попала в раствор гидроксид-ионов в нем будет вдвое больше и как вы наверное уже догадались в решении нам поможет константа растворимости константа растворимости равна произведению концентраций всех продуктов растворения это будут ионы кальция и гидроксид-ионы а так как гидроксид-ионов вдвое больше и концентрация возводится в квадрат вы можете сказать что это выражение очень похожа на формулу константы равновесия с той разницей что формуле константы равновесия в знаменателе стоит концентрации реагентов и вы будете отчасти правы мы можем посчитать константу равновесия реакции но реагенты у нас находятся в твердом состоянии представьте себе сосуд с водой в которой мы положили большой брусок твердого гидроксида кальция в итоге раствор насытился то есть взял от бруска максимально возможное количество ионов и после этого система пришла в состоянии равновесия сколько гидроксида кальция распадается на ионы столько же ионов оседает в виде твердого гидроксида кальция а значит если мы будем считать константу равновесия этой реакции мы должны будем указать в знаменателе концентрацию твердого вещества но концентрация твердого вещества в растворении имеет смысла тем более что она и до и после реакции будет одинаковой если гидроксид кальция растворяется пропорционально уменьшается объем бруска а при его оседание в виде осадка объем бруска снова увеличивается таким образом концентрацию твердого вещества можно не учитывать она постоянно по сути my как бы умножили обе части равенства на концентрацию твердого вещества и получили константу произведения растворимости и так что теперь делать с этим выражением в растворе у нас уже есть некое количество ионов кальция одна десятая моля на литр ионов кальция и мы собираемся добавить в этот же самый раствор еще какое-то количество ионов кальция обозначим эту концентрацию за x а из этого следует что концентрация гидроксид-ионов в конечном растворе будет равняться 2 x концентрация гидроксид-ионов будет вдвое больше добавленный в раствор концентрации ионов кальция поскольку на каждый он карте приходится два гидроксид-иона как теперь использовать эту информацию в выражении константа растворимости и так в растворе у нас уже есть одна десятая моля на литр ионов кальция и мы добавляем x тогда чему будет равна итоговая концентрация ионов кальция сколько-то было добавили x в таком случае концентрация гидроксид-ионов равняется двум x на каждый ион кальция приходится по два гидроксид-иона и концентрацию гидроксид-ионов нужно возвести в квадрат получится константа произведения растворимости чему она равна 1,3 на 10 в минус шестой степени если вы сразу начнете решать это уравнение и это вы наверняка запутаетесь здесь будет 4 x квадрат умножаем еще на x получится x в кубе уравнение третьей степени которая не так просто решается в этом случае мы делаем определенное допущение нитрат кальция растворяется в воде гораздо лучше чем гидроксид кальция значит концентрация x очень очень мало по сравнению с одной десятой моля на литр следовательно значение в первой скобки приблизительно равно одной десятой подпишем это потому что x намного меньше одной десятой повторю что мы сейчас сделали мы посмотрели на уравнение третьей степени и увидели что его будет достаточно сложно решать затем мы поняли что добавляем раствор очень плохо растворимые вещества значит x по сравнению с одной десятой будет очень-очень маленьким одна десятая моля на литр это достаточно высокая концентрация кроме того после того как мы решим это уравнение мы всегда можем подставить в него найденное значение и проверить получается ли у нас число близкое к произведению раство имости итак после сделанного нами допущения у нас остается следующие 1 и 3 на 10 минус 6 равно 10 сотым умноженным на 4x в квадрате и так слева останется x в квадрате а справа 1,3 на 10 минус 6 разделить на 10 сотых и на 4 то есть на 40 сотых а x будет равняться корню квадратному из этого числа x равняется давайте посчитаем 1,3 на 10 в минус шестой степени делим на четыре десятых получилось вот такое число из него извлекаем квадратный корень сколько у нас здесь должно получиться значимых разрядов около 2 итак у нас получилось 18 10 тысячных отсюда ответ x приблизительно равен 18 десятитысячных моля на литр вот он наш ответ если хотите можете подставить его формула произведения растворимости и проверить получится ли приблизительно 1,3 на 10 в минус шестой степени и так перейдем к последней части изобразите в квадрате ниже схематично 4 молекулы воды окружающей ион кальция ориентируйтесь олег ул и воды правильным образом мы знаем что молекула воды полярна у нее есть атом кислорода и два атома водорода общее пары электронов притягиваются кислороду на нем образуется частичный отрицательный заряд а на водороде частичный положительный ион кальция имеет положительный заряд значит молекула воды будет притягиваться к нему стороной с частичным отрицательным зарядом то есть атомом кислорода нарисуем все четыре молекулы воды как нас просят и давайте подпишем это у нас атома кислорода а вот это атомы водорода водород имеет частичный положительный заряд а значит он будет отталкиваться от ивана кальция а кислород имеет частичный отрицательный заряд и он будет притягиваться к положительно заряженному иону кальция спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникают вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим