Введение в растворимость и произведение растворимости

есть множество ионных соединений которые плохо растворяются в воде один из примеров такого соединения хлорид свинца двухвалентного представьте что мы положили 10 граммов плюмбум а хлор 2 в 50 миллилитров воды при температуре 25 градусов цельсия и представьте что воде растворилась всего 0,22 грамма плюмбум хлор 2а большую его часть осталась не растворенной давайте я изображу это наглядно в нашей колбе вот это у меня не растворившийся плюмбум хлор 2 он находится в осадке при этом очень небольшое его количество всего 22 сотых грамма растворилась то есть в растворе окажется какое-то количество ионов плюмбум 2 + и хлорид-анион и хлор минус это я наглядно изобразил что происходит в колбе в ней у нас теперь есть насыщенный раствор плюмбум хлор 2 это значит что в воде ест растворенные он и есть большое количество не раз творившегося вещества в первой части задаче нас просят найти растворимость плюмбум хлор 2 в воде при 25 градусах цельсия и сначала давайте найдем растворимость в граммах на литр мы знаем что у нас растворилась 22 сотых грамма вещества в 50 миллилитров воды если сдвинуть десятичную запятую на 3 разряда то мы получим что 50 миллилитров это пять сотых литра деле массу не раз творившегося вещества на объем 22 сотых разделить на пять сотых получается 4 целых четыре десятых грамма на литр это бы вы считали растворимость она показывает массу растворенного вещества в одном литре насыщенного раствора то есть в одном литре воды и вы сможете растворить всего лишь 4 целых четыре десятых грамма плюмбум хлор 2 это мало растворима ионное соединение воде растворяется очень незначительная его доля растворимость можно выразить и в молях на литр такая растворимость называется малярной мы знаем что в воде растворилась 22 сотых грамма чтобы вычислить молли нужно узнать сначала молярную массу в плюмбум хлор два у нас есть свинец его молярная масса 200 7,2 и 2 атома хлора значит прибавляем 2 умножить на 30 5,45 это равняется 70,5 прибавим 200 7,2 получим двести семьдесят восемь целых одну десятую грамма на моль это мы нашли молярную массу плюмбум хлор 2 теперь разделим граммы на граммы на моль 22 сотых грамма на двести семьдесят восемь целых одну десятую грамма на моль граммы сокращаются остается единица на единица на моль то есть просто молли теперь посчитаем получается 0 , 0 0 0 79 моля мы ищем малярную растворимость а значит нам нужно разделить молей на литр и мы уже нашли что объем пять сотых литра делим это число на пять сотых литра получается что молярная растворимости равна 150 80 тысячных моля на литр округлим это число до 16 тысячных итак ответ 16 тысячных моля на литр малярная растворимость плюмбум хлор 2 в воде при температуре 25 градусов цельсия очень важно указывать температуру потому что если изменить температуру то растворимость может оказаться совсем другой во второй части задаче нас просят найти константу растворимости ксп при тех же 25 градусах цельсия для плюмбум хлор 2 ксп это по сути константа равновесия давайте подумаем что о нас означает равновесие в растворе вот на этой картинке у нас насыщенный раствор в котором есть растворенные вещества и есть не растворившийся вещество и в состоянии равновесия скорость растворения равна скорости осаждения то есть скорость которой твердое вещество распадается на ионы равна скорости с которой он и вновь соединяются в твердые вещества давайте запишем эту реакцию слева плюмбум хлор 2 в твердом состоянии а справа и он и плюмбум 2 + и хлор минус в водном растворе эти уравнения нужно сбалансировать для этого перед хлорид-анионом поставим коэффициент 2 остальные коэффициенты будут равняться единице чтобы найти константу равновесия ксп нужно заполнить таблицу где сначала укажем изначальной концентрации веществ затем изменения концентраций и наконец концентрации в состоянии равновесия для начала представим что ничего не успела раствориться мы только-только добавили вещество в воду и она еще не успела раствориться тогда концентрации продуктов будут равны нулю затем нужно подумать сколько плюмбум хлор 2 растворилась мы нашли это значение в первой части задачи воде растворить со 79 100 тысячных моля значит малярная растворимость 16 тысячных моля на литр именно такую концентрацию плюмбум хлор 2 мы потеряем после того как он растворится изменение концентрации плюмбум хлор 2 минус 16 тысячных моля на литр и будем считать что весь растворившийся плюмбум хлор два полностью распался на ионы значит на каждый моль и растворишься плюмбум хлор 2 получится 1 моль ионов свинца 2 + таким образом потеряв шестнадцать тысячных моля на литр плюмбум хлор 2 мы получим 16 тысячных моля на литр ионов свинца 2 плюс а в случае с хлором малярное соотношение один к двум значит это число нужно умножить на 216 тысячных умножить на 2 это тридцать две тысячных таким образом когда все то количество плюмбум хлор 2 которая могло растворится полностью растворится мы получим тридцать две тысячных моля на литр хлорид-анион of и так в состоянии равновесия концентрация ионов свинца 2 + будет равняться 16 1000 моля на литр а концентрация хлорид ионов 30 2000 моля на литр и теперь мы можем записать формулу константы равновесия пишем к а так как это равновесие растворимости ее индекс будет sp и это константа равна отношению концентрации продуктов концентрации реагентов в нашем случае нужно не забывать о коэффициентах давайте сначала рассмотрим продукты у нас есть и он свинца поэтому пишем концентрацию плюмбум 2 + и концентрацию нужно возвести в степень коэффициента у свинца коэффициент единица значит возведем ее в первую степень дальше умножаем это на концентрацию хлорид ионов floor минус и снова возведем концентрацию в степень коэффициента в данном случае коэффициент 2 значит концентрацию нужно возвести в квадрат и это все нужно разделить на концентрацию реагентов на наш реагент находится в твердом состоянии а как мы помним формуле константы равновесия не учитываются жидкости и твердые вещества значит это и есть вся формула для равновесия произведение растворимости равно концентрации ионов свинца 2 + в первой степени умноженная на концентрацию хлорид ионов во второй степени зная концентрации этих ионов состояния равновесия мы можем теперь вычислить чему же равна константа ксп для этого подставим 16 тысячных для ионов свинца и 32 1000 для ионов хлора итак ксп равняется 16 тысячным в первой степени умножить на 32 тысячных в квадрате посчитаем чему это равно получается одна целая шесть десятых на десять в минус 5 степени у нас получилось значение константы растворимости ксп плюмбум хлор 2 при температуре 25 градусов цельсия тут я должен заметить что мне попадались разные значения этой константы для плюмбум хлор 2 при температуре 25 градусов цельсия и вы возможно тоже увидите немного другие значения в разных справочниках но для нас сейчас это неважно для нас важно понять как именно находится эта константа через формула равновесия и равновесных концентраций продуктов то есть наших ионов и последнее что произойдет если мы попробуем растворить не 10 граммов 100 граммов плюмбум хлор 2 в том же объеме воды при той же температуре давайте вернемся к самому началу теперь мы добавили в колбу не 10 граммов вещества а 100 граммов так вот в 50 миллилитров воды по-прежнему растворится всего лишь 22 сотых грамма вещества все будет то же самое только на дне будет лежать еще большее количество не раз творившегося плюмбум хлор 2 а поскольку растворяется все те же 22 сотых грамма значит и малярная растворимость останется той же раз малярная растворимость останется той же значит и концентрация ионов в состоянии равновесия тоже не изменится то есть и значение ксп останется таким же как и раньше и так надеюсь вы поняли что значение ксп зависит только от количества раз творившегося плюмбум хлор 2 и не зависит от того сколько вещества осталось ни растворившийся 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