Ионные реакции в растворах. Условия одностороннего протекания реакций обмена.
Реакции в растворах электролитов между ионами называются ионообменными. Смещение химического равновесия (иногда практически необратимо) ионообменных реакций в растворах электролитов происходит при уменьшении концентрации каких-либо ионов за счет образования малорастворимых или летучих соединений, мало ионизирующихся молекул или комплексных ионов (правило Бертолле):
Например:
Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓
Ba+2 + SO42- = BaSO4
Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S↑
S2- + 2H+ = H2S
HCl + KOH = KCl +H2O
H++ OH- = H2 O
Cu(OH)2+ 4NH3 = [ Cu(NH3)4 ] (OH)2
Cu(OH)2 + 4NH3 = [ Cu(NH3)4 ]2++ 2OH-
Zn(OH)2 + 2KOH = K2[ Zn(OH)4]
Zn(OH)2+ 2OH- = [ Zn(OH)4]2-
Произведение растворимости. Механизм накипеобразования.
Большое значение в практической деятельности судомеханика имеет представление о гетерогенном равновесии в растворах электролитов, которое лежит в основе механизма накипеобразования при эксплуатации энергетических установок.
Подавляющее большинство электролитов обладает ограниченной растворимостью в воде. На практике часто встречаются гетерогенные системы, в которых осадок малорастворимого электролита находится в равновесии с насыщенным раствором этого электролита:
растворение
mK + nA
осадок кристаллизация раствор
CaCl2 + H2SO4 CaSO4↓ + 2HCl
Ca2+ + SO42- CaSO4↓
раствор осадок
|
|
Произведение активностей ионов в насыщенном растворе малорастворимого электролита при заданной температуре есть величина постоянная и называется произведением растворимости ПР:
K = ПРK A = а а
Произведение растворимости как и константа равновесия зависит от природы электролита и от температуры, но не зависит от активности ионов в растворе.
Поскольку раствор малорастворимого соединения получается очень разбавленным, и взаимодействие ионов из-за их удаленности друг от друга практически отсутствует, коэффициент активности близок к единице, то активности ионов в растворе можно приравнять к их концентрациям, и произведение растворимости может быть записано в следующей форме:
ПРK A =[K ] ·[A ]
Произведение растворимости характеризует растворимость вещества: чем больше ПР, тем больше растворимость.
Часто вместо значений ПР применяют показатель растворимости рПР - отрицательный логарифм произведения растворимости, рПР= - lgПР.
Если произведение концентраций ионов электролита в растворе равно ПР, то раствор находится в равновесии с твердой фазой (осадком).
Когда [K ] ·[A ] >ПР, равновесия нет при этих концентрациях, и из раствора будет выделятся твердая фаза (осадок).
|
|
Если же [K ] ·[A ] <ПР, то снова нет равновесия, но раствор в этом случае ненасыщен относительно твердой фазы, и она будет переходить в раствор.
Под действием одноименного иона равновесие смещается по принципу Ле-Шателье в сторону образования осадка. Например:
CaSO4<=>Ca + SO4
осадок раствор
=
при введении дополнительного иона Ca в раствор, равновесие будет смещаться влево.
Этим объясняется повышенное накипеобразование при наличии, например, в котловой воде даже следов одноименных ионов, содержащихся в качестве примесей при различного рода нарушениях воднохимических режимов.
Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 46; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!