Для решения данной задачи начнем с понимания системы. В насыщенном растворе PbSO₄ (сульфата свинца) происходит равновесие между растворенным Pb²⁺ и SO₄²⁻:
\[ \text{PbSO}_4 (с) \rightleftharpoons \text{Pb}^{2+} (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) \]
Для PbSO₄ справедливо следующее уравнение, которое связывает концентрации ионов и произведение растворимости \( K_{ps} \):
\[ K_{ps} = [\text{Pb}^{2+}][\text{SO}_4^{2-}] \]
Значение \( K_{ps} \) для PbSO₄ при 25°C составляет примерно \( 1.6 \times 10^{-8} \).
Теперь, добавив Na₂SO₄, мы увеличиваем концентрацию ионов SO₄²⁻. Прежде всего, определим, какая концентрация ионов SO₄²⁻ образуется из добавления 0,01 моль/л Na₂SO₄:
\[ [\text{SO}_4^{2-}] = 0,01 \, \text{моль/л} + [\text{SO}_4^{2-}]_{PbSO_4} \]
Так как в насыщенном растворе PbSO₄ его концентрация будет равна \( x \), получаем:
\[ [\text{SO}_4^{2-}] = 0,01 + x \]
Вставим это в уравнение для произведения растворимости:
\[ K_{ps} = [\text{Pb}^{2+}][0,01 + x] = 1.6 \times 10^{-8} \]
Поскольку в условиях задачи предположим, что \( x \) достаточно мал, можно пренебречь им в первом приближении. Обозначим концентрацию ионов Pb²⁺ как \( x \):
\[ K_{ps} \approx x \cdot 0,01 \]
Теперь выразим x:
\[ x = \frac{K_{ps}}{0,01} = \frac{1.6 \times 10^{-8}}{0,01} = 1.6 \times 10^{-6} \, \text{моль/л} \]
Таким образом, концентрация ионов свинца Pb²⁺ в насыщенном растворе PbSO₄ с добавлением 0,01 моль/л Na₂SO₄ составляет примерно \( 1.6 \times 10^{-6} \, \text{моль/л} \).
