7.2. Растворимость в сильнощелочной среде
Влияние образования гидроксокомплексов на растворимость гидроксидов и оксидов усиливается при добавлении щелочи.
Пример 16. Вычислить молярную растворимость -Cd(OH)2 в 0,01 М и 1 М растворах NaOH с учетом комплексообразования и ионной силы раствора (см. константы K и i в примере 15).
Решение. Из-за влияния общих ионов ОН– в сильнощелочной среде NaOH гетерогенное равновесие растворимости должно сместиться в сторону образования осадка гидроксида кадмия. Противоположное (положительное) влияние на растворимость оказывают солевой эффект и особенно образование гидроксокомплексов кадмия (II). При рН = 12 и K = 9,9 10–15 расчет по формуле s = K / [OH–]2 дает s = 1,1 10–10 М, а по формуле (25) – 5,0 10–7 М (различие в 4,6 103 раз).
При рН = 14, [OH–] = 1 М и K = 1,06 K = 5,7 10–15 расчет растворимости по тем же формулам (4) и (25) дает значения соответственно 5,7 10–15 М и 6 10–6 М (различие в 109 раз). Вместе с тем из-за невысокой прочности гидроксокомплексов кадмия (II) растворимость Cd(OH)2 в 0,01
и 1 М растворах NaOH меньше растворимости в чистой воде (s = 1,3 10–5 М). Расчет показывает, что в 5 М растворе NaOH отношение s / s 6 [6], т.е. Cd(OH)2 заметно амфотерен, в отличие от Mg(OH)2 (см. рисунок).
Расчеты показывают [6], что при увеличении рН или активной щелочности среды молярная растворимость оснований Mg(OH)2, Са(OH)2, Sr(OH)2 и Ва (OH)2 монотонно уменьшается, следуя приближенному уравнению s = Ks / [OH–]2 (см. рисунок, кривые 2 и 3).
При этом эффект сильного понижения растворимости в присутствии общих ОН–-ионов не компенсируется слабым положительным эффектом образования непрочных гидроксокомплексов МОН+ и М(ОН)2.
У Sn (OH)2, как и HgO (рисунок, кривая 6), практически отсутствует эффект общих ионов ОН–. Анализ показывает, что условиями отсутствия этого эффекта являются высокие значения константы устойчивости 2 нейтрального комплекса М(ОН)2 и его молярной доли в чисто водном растворе (х 0,9). У Zn(ОН)2 и Со(ОН)2 заметно понижающее (в 2 раза) влияние общих ионов ОН– на растворимость в щелочи, а наиболее сильное влияние (в 350 раз) у Fe(ОН)2 [7].
Зависимость растворимости s (моль/л) твердых гидроксидов
от водородного показателя рН водно-щелочной среды при t = 25C
1 – -Be(OH)2, 2 – свежеосажденный Mg(OH)2, 3 – Ca(OH)2, 4 – -Zn(OH)2,
5 – -Cd(OH)2, 6 – -HgO.
Достарыңызбен бөлісу: |