TAN
Trong các chất điện ly cũng có những chất dễ tan và những chất khó tan. Dung dịch bão hòa của chất điện ly khó tan có nồng độ rất nhỏ nên có thể xem chất tan phân ly hoàn toàn (α ≈ 1), tức trong dung dịch, chất điện ly khó tan tồn tại dưới dạng ion.
1. Cân bằng dị thể của chất điện ly khó tan và tích số tan:
Trong dung dịch nước bão hòa của chất điện ly khó tan có cân bằng dị thể giữa các chất điện ly ở trạng thái rắn và các ion hydrat hóa của nó ở trạng thái dung dịch.
AmBn(r) + (mx+ny)H2O(l) ⇔ m(An+xH2O(d2) + n(Bm-
yH2O(d2))
AmBn ⇔ mAn+ (d2) +
nBm- (d2)
Theo định luật tác dụng khối lượng : am An+ + an Bm- K = aAmBn KaAmBn = am An+an Bm
Hoạt độ của chất rắn là đại lượng không đổi nên KaAmBn = const = T TAmBn = am
An+an Bm -
T : Tích số tan của chất điện ly khó tan.
- Định nghĩa : Tích số tan là tích số hoạt độ các ion tự do trong dung dịch bão hòa với số mũ tương ứng. Tích số tan là hằng số tại nhiệt độ nhất định.
Dung dịch bão hòa chất điện ly khó tan có nồng độ rất loãng nên có thể xem a = C
TAmBn = Cm An+Cn
Bm-
T cũng chỉ phụ thuộc vào bản chất chất tan, dung môi, nhiệt độ. - Liên hệ giữa tích số tan và độ tan của chất điện ly khó tan:
Tích số tan là đại lượng đặc trưng cho tính tan của chất điện ly khó tan: chất có tích số tan càng bé thì càng kém tan.
Gọi S : độ tan (mol/l) của chất điện ly AmBn trong nước
CAn+ CBm- S = m = n TAmBn = (mS)m (nS)n = mmnnS(m+n) mn mAmBnn n m T S =
2. Ảnh hưởng của các ion trong dung dịch đến độ tan của chất điện ly: ly:
TAmBn = Cm An+ fm An+ Cn Bm+ fn Bm = Cm n+ Cn Bm fm+n AnBm Thay CAn+ = mS và CBm = ms : mn m n AmBn n m AmBn f n m T S = +
- Khi thêm chất lạ không có ion chung với chất điện ly thì lực ion tăng nên f giảm, do đó độ tan tăng.
- Khi thêm chất lạ có ion chung thì độ tan giảm.
3. Điều kiện hòa tan và kết tủa chất điện ly khó tan:
- Chất điện ly khó tan sẽ kết tủa khi tích nồng độ các ion của nó trong dung dịch lớn hơn tích số tan của nó ở cùng nhiệt độ.
Ví dụ: AgCl sẽ kết tủa ở 250C khi CAg+CCl - > 1,56.10-10(=TAgCl) Sở dĩ vậy vì dựa cân bằng AgCl ⇔ Ag+ + Cl-
Khi cân bằng được thiết lập thì TAgCl = [Ag+][Cl-]
Khi CAg + CCl - > TAgCl : cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (chiều kết tủa AgCl).
- Chất điện ly khó tan sẽ hòa tan khi tích nồng độ các ion của nó trong dung dịch nhỏ hơn tích số tan của chất điện ly ở cùng nhiệt độ.
Ví dụ: Kết tủa AgCl sẽ hòa tan khi CAg+CCl- < 1,56.10-10
Do CAg+CCl- < T : cân bằng chuyển theo chiều thuận (chiều hòa tan AgCl).