Ионные реакции в растворах. 
Условия одностороннего протекания реакций обмена

Реакции в растворах электролитов между ионами называются ионообменными. Смещение химического равновесия (иногда практически необратимо) ионообменных реакций в растворах электролитов происходит при уменьшении концентрации каких-либо ионов за счет образования малорастворимых или летучих соединений, мало ионизирующихся молекул или комплексных ионов (правило Бертолле):

Например:

Na2SO4+ BaCl2= 2NaCl + BaSO4v.

Ba+2+ SO42-= BaSO4.

Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S^.

S2-+ 2H+= H2S.

HCl + KOH = KCl +H2O.

H++ OH-= H2 O.

Cu (OH)2+ 4NH3= [ Cu (NH3)4] (OH)2.

Cu (OH)2+ 4NH3= [ Cu (NH3)4]2++ 2OH;

Zn (OH)2+ 2KOH = K2[ Zn (OH)4].

Zn (OH)2+ 2OH-= [ Zn (OH)4]2;

Произведение растворимости. Механизм накипеобразования

Большое значение в практической деятельности судомеханика имеет представление о гетерогенном равновесии в растворах электролитов, которое лежит в основе механизма накипеобразования при эксплуатации энергетических установок.

Подавляющее большинство электролитов обладает ограниченной растворимостью в воде. На практике часто встречаются гетерогенные системы, в которых осадок малорастворимого электролита находится в равновесии с насыщенным раствором этого электролита:

растворение.

mK+nA.

осадок кристаллизация раствор

CaCl2 + H2SO4 CaSO4v + 2HCl.

Ca2+ + SO42- CaSO4v.

раствор осадок Произведение активностей ионов в насыщенном растворе малорастворимого электролита при заданной температуре есть величина постоянная и называется произведением растворимости ПР:

K= ПРKA=аа Произведение растворимости как и константа равновесия зависит от природы электролита и от температуры, но не зависит от активности ионов в растворе.

Поскольку раствор малорастворимого соединения получается очень разбавленным, и взаимодействие ионов из-за их удаленности друг от друга практически отсутствует, коэффициент активности близок к единице, то активности ионов в растворе можно приравнять к их концентрациям, и произведение растворимости может быть записано в следующей форме:

ПРKA=[K]· [A].

Произведение растворимости характеризует растворимость вещества: чем больше ПР, тем больше растворимость.

Часто вместо значений ПР применяют показатель растворимости рПР — отрицательный логарифм произведения растворимости, рПР= - lgПР.

Если произведение концентраций ионов электролита в растворе равно ПР, то раствор находится в равновесии с твердой фазой (осадком).

Когда [K]· [A]>ПР, равновесия нет при этих концентрациях, и из раствора будет выделятся твердая фаза (осадок).

Если же [K]· [A]<�ПР, то снова нет равновесия, но раствор в этом случае ненасыщен относительно твердой фазы, и она будет переходить в раствор.

Под действием одноименного иона равновесие смещается по принципу Ле-Шателье в сторону образования осадка. Например:

CaSO4Ca+SO4.

осадок раствор

=.

при введении дополнительного иона Caв раствор, равновесие будет смещаться влево.

Этим объясняется повышенное накипеобразование при наличии, например, в котловой воде даже следов одноименных ионов, содержащихся в качестве примесей при различного рода нарушениях воднохимических режимов.