常溫下,向飽和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末,過濾,向洗淨的沉澱中加稀鹽酸,有氣泡生成 爲什麼不能說明常溫下K

題目:

常溫下,向飽和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末,過濾,向洗淨的沉澱中加稀鹽酸,有氣泡生成 爲什麼不能說明常溫下KSP(BaCO3)〈KSP(BaSO4)
如果一定要說明這個結論.應該怎麼改上面的操作呢,

解答:

Ksp,Qc是決定物質溶解度的一個因素,但是不是唯一的因素,所以根據實驗現象逆推時要注意,是否有其他特殊條件,如本題中CO32-的離子濃度非常大,限制了溶液中Ba2+離子的濃度(根據BaCO3的Ksp),但是根據BaSO4的Ksp計算出的Ba2+的濃度卻遠大於這個值,致使生成了BaCO3,這個現象不違背勒沙特列定理,但違反了我們平常所說的難溶沉澱製取更難溶沉澱的常識,因爲這個常識的推導過程是有前提的,就是各物質濃度差不多的條件下進行的.
這些常識是爲了做題過程中的解題方便,把一些常見的現象用定理推導完了幫助記憶的(有局限性).
這個是高中競賽當中的難點,同時也是大學無機化學學習的基礎.
以下是相應的分析,相對較難,有興趣就看,看不懂也沒事:
根據前面那句話無法退出你的這個結論,錯誤在與這個溶液中存在四個溶解平衡,其中兩個是沉澱的溶解平衡並且他們是互相影響的,這時候如果離子濃度相差較小(1~100倍),可直接比較,但相差較大時,會影響Ksp的判斷(因爲初高中部分沒有對Ksp進行學習),兩個沉澱的溶解平衡如下:
二者的溶度積常數
Ksp(BaSO4)=1.1×10-10
Ksp(BaCO3)=2.6×10-9
BaSO4+Na2CO3→Na2SO4+BaCO3
K=Ksp(BaSO4)/Ksp(BaCO3)=0.042
所以,按照濃度商規則(吉普斯自由能推導過來的),當溶液中硫酸根的濃度與碳酸根的濃度的比值小於0.042時,也就是碳酸根的濃度在硫酸根濃度的23.8倍以上,反應就會向右進行.
飽和的硫酸鋇溶液中,可知硫酸根的濃度爲根號下1.1×10-10=1.05×10-5
它的24倍是2.5×10-4mol/L.顯然,碳酸鈉的溶解度較大,碳酸根濃度可以遠大於此數值(在該數值一萬倍以上),因此這個反應可以進行得很完全.只要加入足夠的碳酸鈉,保證碳酸根的濃度始終在2.5×10-4mol/L之上,反應就會持續地進行,最終硫酸鋇全部轉變爲碳酸鋇.
這個很難理解滴,但是又是以後化學學習滴基礎

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