Ерігіштік көбейтіндісі (Ks): анықтамасы, есептеуі және ерігіштікке әсер ететін факторлар

Ерігіштік көбейтінді

Дайындаған: Байдолла Л

Тексерген: Досанова Б

Сапалық талдау кезінде үнемі тұнбаға түсу және тұнбаның еруі реакцияларын пайдаланып, ерігіштік көбейтіндісін есептеуге тура келеді.

Мысалы. Аз еритін тұз - BaSO 4 барий сульфатын стақандағы суға салайық. Тұз сумен әрекеттескенде еру процесі Ba 2+ және SO 4 2- басталады. Барий сульфаты кристалдық торының беткі қабатын құрайтын иондар: Ba 2+ және SO 4 2- судың дипольді молекулаларын өзіне тартып, онымен әрекеттеседі де, ерітіндідегі гидраттанған иондар түрінде өтеді. Гидраттанған иондар жинақталуы нәтижесінде тұнба кристалдарымен соқтығысады. Қарама-қарсы зарядталған иондардың әсерінен дегидрлену жүріп, тұнбаға түсу процесі басталады.

Соған сәйкес, еру процесі - қайтымды процесс, тұнбаға түсу процесі кезектесе жүреді:

BaSO 4 ↔ Ba 2+ + SO 4 2-

Абсолютті ерімейтін тұнба болмайды, сондықтан тұнбаның бетінде оның қаныққан ерітіндісі болады. Олардың арасында гетерогенді тепе-теңдік орнайды: AmBn(қ) mA+(ер) + nB-(ер)

Тепе-теңдік константасы:

K=[A+] m • [B-] n/[AmBn]

K/[AmBn] =Ks(EK) = [A+] m • [B-] n

Осы Ks константасы тұнбаның ерігіштік көбейтіндісі (ЕК) деп аталады. Концентрациялық ЕК қаныққан ерітіндідегі тұнба иондарының концентрацияларының көбейтіндісіне тең, ол берілген температурада тұрақты шама, мәндері анықтамалық кестелерде беріледі.

Ks = [A+] m • [B-] n

Егер концентрациялар орнына иондар активтіліктері алынса, мұндай ЕК термодинамикалық ЕК деп аталады, ол иондық күшке тәуелді.

K0s = аАm • аВn

Иондық күш тұрақты болса, қарапайым есептеулер үшін термодинамикалық ЕК орнына концентрациялық ЕК қолдануға болады.

Тұнба түзілуі үшін ЕК ережесі орындалуы керек: ерітіндіде иондар концентрацияларының көбейтіндісі ЕК шамасына жетсе немесе артса, тұнба түзіледі.

Тұнбаны еріту үшін гетерогенді тепе-теңдікті ығыстыру керек, яғни иондардың біреуін байланыстыру керек, ол үшін қышқыл, сілті, комплекс түзуші реагент немесе тотықтырғыш қосу керек.

Тұнба ерігіштігі деп қаныққан ерітіндідегі сол заттың жалпы (молярлы) концентрациясын атайды, ол S деп белгіленіп, моль/л бірлікпен өлшенеді. Ерігіштік пен ЕК өзара байланысты. Ерігіштік арқылы ЕК және керісінше ЕК арқылы ерігіштікті есептеуге болады.

Ерігіштік бірнеше факторларға тәуелді: температураға, иондық күшке, аттас ионның болуына, рН-қа, комплекс түзушінің болуына т. б.

Температура артқан сайын көпшілік тұнбалардың ерігіштігі артады. Иондық күш ерігіштікті арттырады, бұл құбылыс «тұздық әсер» деп аталады.

Аттас ион ерігіштікті кемітеді, себебі гетерогенді тепе-теңдік тұнба түзілу бағытында ығысады.

Егер тұнба құрамында қышқылдық қасиеті бар катион немесе негіздік қасиеті бар анион болса, мұндай тұнбалардың ерігіштігі рН шамасына тәуелді. Құрамында қышқылдық катионы бар тұнба ерігіштігі рН кеміген сайын кемиді. Ал негіздік анионы бар тұнбалардың ерігіштігі рН кеміген сайын артады.

Егер ерітіндіге комплекс түзуші реагент енгізсе, тұнба еруі мүмкін. Мұнда үш жағдай болуы мүмкін:

1) егер комплекс түзу реакциясының тепе-теңдік константасы К >1 болса, тұнба ериді;

2) егер 10-4 < К < 1 болса, тұнба комплекс түзуші реагенттің артық мөлшерінде ериді;

3) ал егер К < 10-4 болса, тұнба ерімейді.