1.7.7 Součin rozpustnosti

Sraženina jodičnanu olovnatého má být při teplotě 25 °C promývána:
(a) čistou vodou, nebo (b) roztokem KIO3 o koncentraci 0,05 mol dm−3.
Vypočítejte rozpustnost Pb(IO3)2 pro oba tyto případy. Jaký promývací roztok vede k nejmenším ztrátám sraženiny? Součin rozpustnosti jodičnanu olovnatého je 2,6 . 10−13 (cst = 1 mol dm−3). Hydrolýzu olovnatých iontů zanedbejte.

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

Výsledek

(a) 4,02 . 10−5 mol dm−3 ; (b) 1,04 . 10−10 mol dm−3

Výhodnější je promývání roztokem KIO3.

Pozn.: ionty Pb2+ jsou ve skutečnosti mírně kyselé a hydrolyzují podle rovnice
Pb2+ + H2O  →  PbOH+ + H+ (pKa = 6.2),
což zde způsobí nepatrné zvýšení rozpustnosti v čisté vodě na 4,19 . 10−5 mol dm−3; výsledek případu (b) není prakticky ovlivněn.

Postup

Součin rozpustnosti je rovnovážná konstanta disociace iodičnanu na ionty. Provedeme bilanci a vypočteme. U případu (b) lze zjednodušit výpočet tím, že koncentraci Pb2+ lze proti koncentraci iodičnanu zanedbat.

Audio

tabule/p7-7.1.gif tabule/p7-7.2.gif tabule/p7-7.3.gif tabule/p7-7.4.gif tabule/p7-7.5.gif

U málo rozpustných solí předpokládáme, že molekuly, které se rozpustí, se zároveň i rozdisociují, neboť se jedná o velmi zředěný roztok. Na toto rozpouštění s následnou disociací se díváme jako na jakoukoli jinou chemickou reakci. Její rovnovážnou konstantu nazýváme součinem rozpustnosti. Pro rozpuštěnou látku uvažujeme standardní stav nekonečného zředění, cst = 1 mol dm−3. Standardní stav tuhé látky je čistá složka při T a p systému, takže ai(s) = 1.
Rozpustností málo rozpustné soli se rozumí rovnovážná analytická molární koncentrace soli v roztoku crozp. Bilanci rozpouštění v čisté vodě si vyjádříme v tabulce.
Dosazením z tabulky za rovnovážné koncentrace jednotlivých iontů do rovnice pro Ks získáme vztah pro výpočet rozpustnosti soli ve vodě.
Při rozpouštění v roztoku, který obsahuje silný elektrolyt s jedním iontem stejným jako rozpouštěná sůl je třeba koncentraci tohoto iontu zahrnout do bilanční tabulky. V našem případě jsou v roztoku jodičnanové ionty pocházející z rozpuštěné soli i IO3+ ionty získané úplnou disociací silného elektrolytu KIO3.
Při výpočtu rozpustnosti si můžeme ulehčit výpočet úvahou, že koncentrace IO3 iontů pocházejících z naší soli je zanedbatelná oproti koncentraci IO3 iontů z jodičnanu draselného (předpokládáme, že rozpustnost v tomto případě bude ještě menší než v předchozím případě rozpouštění jen v čisté vodě).