Для понимания, образуется ли осадок при смешивании растворов, давайте разберем задачу шаг за шагом.
Шаг 1: Определение реакций
Когда мы смешиваем растворы хлорида стронция (SrCl₂) и сульфата калия (K₂SO₄), происходит обмен ионов:
- Ионы хлора (Cl⁻) из хлорида стронция.
- Ионы стронция (Sr²⁺) из хлорида стронция.
- Ионы калия (K⁺) из сульфата калия.
- Ионы сульфата (SO₄²⁻) из сульфата калия.
Шаг 2: Формирование продуктов
При смешивании этих растворов возможны следующие реакции:
- SrCl₂ + K₂SO₄ → SrSO₄ (осадок) + 2KCl
Шаг 3: Проверка на растворимость
Теперь давайте выясним, образуется ли осадок.
Сульфат стронция (SrSO₄) — это соединение, которое известно как малорастворимое в воде. Следовательно, если в растворе имеется достаточное количество ионов Sr²⁺ и SO₄²⁻, они будут реагировать, образуя осадок сульфата стронция.
Шаг 4: Расчет концентраций
Мы смешиваем равные объёмы растворов с концентрацией 0,001 н.
Концентрация Sr²⁺ (из SrCl₂): после смешивания количество ионов стронция в новом объёме (всего 2x) будет:
- Концентрация: ( \frac{0,001 , \text{моль/л} \cdot V}{2V} = 0,0005 , \text{моль/л} )
Концентрация SO₄²⁻ (из K₂SO₄): аналогично:
- Концентрация: ( \frac{0,001 , \text{моль/л} \cdot V}{2V} = 0,0005 , \text{моль/л} )
Шаг 5: Сравнение с Кс (константой растворимости)
Константа растворимости для SrSO₄ (Kps) при 25 °C составляет около 3,2 × 10⁻⁶. Это означает, что в растворе:
[ K_{sp} = [Sr^{2+}][SO_4^{2-}] ]
Рассчитаем произведение:
[
[Sr^{2+}][SO_4^{2-}] = (0,0005)(0,0005) = 2,5 × 10^{-7}
]
Итог
Поскольку ( 2,5 × 10^{-7} < 3,2 × 10^{-6} ), это значит, что произведение концентраций ионов меньше, чем константа растворимости сульфата стронция.
Заключение
Таким образом, при смешивании равных объёмов 0,001 н растворов хлорида стронция и сульфата калия осадок не образуется.
