Растворится ли 100мг осадка PbSO4 Ks(PbSO4)=1,6*10-8, если к нему прибавить 300 мл раствора NaOH с pH 13? Lgβ1=7,52; lgβ2=10,54; lgβ3=13,95
Для решения этой задачи нам понадобится использовать константы растворимости и константы гидролиза.
Сначала определим, будет ли осадок PbSO4 растворяться в растворе NaOH. Для этого сравним значение константы растворимости (Ks) с произведением ионных концентраций (Q). Если Q > Ks, то осадок растворится, если Q < Ks, то осадок не растворится.
Константа растворимости PbSO4 (Ks(PbSO4)) равна 1,6*10^-8.
Для расчета значения Q нам понадобятся константы гидролиза (β). В данной задаче даны значения логарифмов констант гидролиза (lgβ1, lgβ2, lgβ3). Чтобы получить значения констант гидролиза (β), нужно взять антилогарифм от данных значений.
lgβ1 = 7,52
β1 = 10^7,52
lgβ2 = 10,54
β2 = 10^10,54
lgβ3 = 13,95
β3 = 10^13,95
Теперь рассчитаем значения Q для каждого иона:
Q1 = [Pb2+][SO4^2-]
Q2 = [OH-]
Q3 = [Na+]
Так как в растворе NaOH pH = 13, то концентрация OH- будет равна 10^(-pOH), где pOH = 14 - pH = 14 - 13 = 1.
Также, так как в растворе NaOH нет других ионов, кроме Na+ и OH-, их концентрации будут равны:
[Na+] = [OH-] = 10^(-pOH) = 10^(-1) = 0,1 M
Теперь рассчитаем концентрации Pb2+ и SO4^2- ионов. Поскольку PbSO4 является слабо растворимым, можно считать, что его растворение происходит полностью, и его ионы полностью диссоциируют.
Таким образом, концентрации Pb2+ и SO4^2- ионов будут равны:
[Pb2+] = [SO4^2-] = 100 мг / (молярная масса PbSO4 * объем раствора) = 100 мг / (207,2 г/моль * 0,3 л) = 0,509 M
Теперь рассчитаем значения Q:
Q1 = [Pb2+][SO4^2-] = (0,509 M) * (0,509 M) = 0,259 M^2
Q2 = [OH-] = 0,1 M
Q3 = [Na+] = 0,1 M
Теперь сравним значения Q с константой растворимости Ks(PbSO4):
Q1 = 0,259 M^2
Ks(PbSO4) = 1,6*10^-8
Так как Q1 > Ks(PbSO4), осадок PbSO4 растворится в растворе NaOH.
Таким образом, 100 мг осадка PbSO4 растворится при добавлении 300 мл раствора NaOH с pH 13.