8. Определите, выпадет ли осадок йодида свинца, если к 100 мл 0,005 М раствора нитрата свинца прибавить 200 мл 0,01 м раствора йодида калия. Если осадок образуется, рассчитайте…

Для определения, образуется ли осадок йодида свинца (PbI₂), необходимо рассмотреть реакции, происходящие при смешивании растворов и рассчитать концентрации образующихся ионов.

1. Определение концентраций:

   • Раствор нитрата свинца (Pb(NO₃)₂):

     • Объем = 100 мл = 0,1 л
     • М Concentration = 0,005 М
     • Количество молей Pb(II): \( n_{Pb^{2+}} = C \cdot V = 0,005 \, \text{моль/л} \cdot 0,1 \, \text{л} = 0,0005 \, \text{моль} \)

   • Раствор йодида калия (KI):

     • Объем = 200 мл = 0,2 л
     • М Concentration = 0,01 М
     • Количество молей I⁻: \( n_{I^-} = C \cdot V = 0,01 \, \text{моль/л} \cdot 0,2 \, \text{л} = 0,002 \, \text{моль} \)

2. Общая концентрация после смешивания:

   • Общий объем смеси = 100 мл + 200 мл = 300 мл = 0,3 л.
   • Концентрация Pb²⁺ после смешивания: \[ C_{Pb^{2+}} = \frac{n_{Pb^{2+}}}{V_{total}} = \frac{0,0005\, \text{моль}}{0,3\, \text{л}} \approx 0,00167 \, \text{M} \]
   • Концентрация I⁻ после смешивания: \[ C_{I^-} = \frac{n_{I^-}}{V_{total}} = \frac{0,002\, \text{моль}}{0,3\, \text{л}} \approx 0,00667 \, \text{M} \]

3. Расчет product of solubility (K_sp) для PbI₂:

   • Для PbI₂ продукт растворимости \( K_{sp} \) при 25°C составляет \( 8,5 \times 10^{-9} \) (можно найти в справочных таблицах).
   • Вычисляем \( Q_{sp} = [Pb^{2+}][I^-]^2 \): \[ Q_{sp} = (0,00167) \times (0,00667)^2 \approx 0,00167 \times 0,0000444 \approx 7,41 \times 10^{-8} \]

4. Сравнение Q_sp с K_sp:

   • Поскольку \( Q_{sp} = 7,41 \times 10^{-8} > K_{sp} = 8,5 \times 10^{-9} \), осадок йодида свинца действительно образуется.

5. Расчет массы осадка:

   • Реакция для осаждения: \( Pb^{2+} + 2I^- \rightarrow PbI_2 \).
   • Поскольку на один моль Pb²⁺ требуется два моля I⁻, определим, какой из реагентов будет лимитирующим.
   • Молей Pb²⁺: 0,0005 моль; молей I⁻ понадобится: \( 0,0005 \times 2 = 0,001 \) моль (в наличии есть 0,002 моль, значит, I⁻ не лимитирующий).
   • Осаждается 0,0005 моль PbI₂.

6. Определим массу осадка:

   • Молярная масса PbI₂: Pb (207 г/моль) + 2*I (127 г/моль) = 207 + 254 = 461 г/моль.
   • Масса осадка: \[ m = n \times M = 0,0005 \, \text{моль} \times 461 \, \text{г/моль} \approx 0,2305 \, \text{г} \]

Таким образом, при смешивании растворов образуется осадок йодида свинца, массой приблизительно 0,2305 грамм.