Dokonaj obliczeń, które pozwolą ustalić, czy wytrąci się osad siarczanu (VI) wapnia, gdy zmiesza się ze sobą 250 cm³ 0,08-molowego roztworu chlorku wapnia oraz 250 cm³0,001-molowego siarczanu (VI) sodu. Wartość iloczynu rozpuszczalności siarczanu (VI) wapnia w zadanych warunkach wynosi 2,4*10^-5.

I. Obliczenia dotyczące roztworów

· CHLOREK WAPNIA

1. W pierwszej kolejności zapisujemy równanie reakcji dysocjacji soli:

CaCl₂Û Ca²⁺ + 2Cl^-

2. Następnie, korzystając z przekształconego wzoru na stężenie molowe, obliczamy liczbę moli soli w badanym jej roztworze. W obliczeniach wykorzystamy dane z treści zadania. Dla objętości dokonamy zmiany jednostki z cm³na dm³ (1dm³=1000cm³), aby dostosować ją do jednostki stężenia molowego:

v = 250 cm³= 0,25 dm³

Cm = 0,08 mol/dm³

$\text{[math]}$

· SIARCZAN (VI) SODU

1. W pierwszej kolejności zapisujemy równanie reakcji dysocjacji soli:

Na₂SO₄Û 2Na+ + SO₄^2-

v = 250 cm³= 0,25 dm³

Cm = 0,001 mol/dm³

$\text{[math]}$

II. Obliczenia po zmieszaniu ze sobą roztworów

1. W związku z tym, iż zmieszane zostały ze sobą dwa roztwory, należy policzyć sumę ich objętości:

$\text{[math]}$

2. W roztworze dochodzi do reakcji strąceniowej, w której udział biorą kationy wapnia i aniony siarczanowe (VI), zgodnie z równaniem:

Ca²⁺ + SO₄^2-à CaSO₄

3. Znając liczby moli każdego ze składników roztworu, należy obliczyć stężenie molowe interesujących nas jonów w nowo sporządzonym roztworze, korzystając ze wzoru na stężenie molowe:

$\text{[math]}$

· JONY WAPNIOWE

$\text{[math]}$

· JONY SIARCZANOWE (VI)

$\text{[math]}$

4. Następnie zapisujemy wyrażenie na iloczyn rozpuszczalności tej soli, bazując na równaniu reakcji jej rozpuszczania w wodzie:

CaSO4 Û Ca²⁺ + SO₄^2-

Kso = [Ca²⁺][SO₄^2-]

5. Znając stężenia poszczególnych jonów, można podstawić te wartości do wyrażenia na iloczyn jonowy i obliczyć jego wartość:

I_j = [Ca²⁺][SO₄^2-]

I_j= 0,04*0,0005

I_j = 2*10^-5

6. Aby ocenić, czy doszło do wytrącenia osadu, należy porównać wartość obliczonego iloczynu jonowego z wartością iloczynu rozpuszczalności podaną w treści zadania. Wyraźnie widoczne jest, że jest to wartość mniejsza, co wyklucza wytrącenie się osadu.

7. Konstruujemy odpowiedź: osad siarczanu (VI) wapnia nie wytrąci się.

Wyrażenie na iloczyn rozpuszczalności dla reakcji rozpuszczania trudno rozpuszczalnej soli o przebiegu: A_nB_mÛ nA^m+ + mB^n- ma uniwersalną postać: Kso = [A^m+]ⁿ [B^n-]^m. W tym równaniu:

· Kso to wartość iloczynu rozpuszczalności, stała dla danej substancji, zależna od temperatury;

· [A^m+]i [B^n-]to maksymalne stężenia rozpuszczonych w roztworze jonów, które pozostają w równowadze z osadem;

· m, n to współczynniki stechiometryczne zaczerpnięte z równania reakcji rozpuszczania soli.

Warunek wytrącania osadu:

· jeśli w roztworze iloczyn stężeń jonów ma wartość wyższą od iloczynu rozpuszczalności, roztwór taki jest przesycony, a zatem dochodzi do wytrącenia osadu;

· jeśli w roztworze iloczyn stężeń jonów ma wartość niższą od iloczynu rozpuszczalności, roztwór taki jest nienasycony, a zatem nie dochodzi do wytrącenia osadu.