硫酸钙是微溶电解质，溶解度约为每升水溶液溶解2g硫酸钙（0.015mol▪dm^-3）. 

       本文拟将现阶段硫酸钙解离常数的两种计算方法分别列出，供同行甄别。

1. 有关热力学数据

    计算中将用到的热力学数据参见表1.^[1]

    Tbl.1 Δ_fG^θ_m of related substances at 25℃

  2. 解离常数及溶解度的热力学计算

      2.1 途径Ⅰ

   将CaSO₄视为难溶电解质，用溶度积代替其解离常数. 其解离方程式如下：

             CaSO₄(s)→Ca²⁺(aq)+SO₄^2-(aq)

    依题：Δ_rG^θ_m=Δ_fG^θ_m(Ca²⁺,aq)+Δ_fG^θ_m(SO₄^2-,aq)-Δ_fG^θ_m(CaSO₄,s)

     代入相关数据可得：Δ_rG^θ_m=-553.54-744.5-（-1309.1）=11.06(kJ▪mol^-1)

    又因为：Δ_rG^θ_m=-RT▪lnK^θ_sp

     所以：lnK^θ_sp=-11.06×10³/(8.314×298.15)=-4.4618

      K^θ_sp=1.154×10^-2

     CaSO₄的饱和溶解度为：S=(K^θ_sp)^1/2=0.1074mol▪dm^-3

     由上可知，不能将CaSO₄视为难溶电解质来计算其溶度积及溶解度。

     2.2 途径Ⅱ

    用CaSO₄(aq)代替CaSO₄(s)计算，此时解离方程式为：

      CaSO₄(aq)→Ca²⁺(aq)+SO₄^2-(aq)

   同上：Δ_rG^θ_m=Δ_fG^θ_m(Ca²⁺,aq)+Δ_fG^θ_m(SO₄^2-,aq)-Δ_fG^θ_m(CaSO₄,aq)

   代入相关数据可得：Δ_rG^θ_m=-553.54-744.5-（-1298.1）=0.06(kJ▪mol^-1)

   又因为：Δ_rG^θ_m=-RT▪lnK^θ

    所以：lnK^θ=-0.06×10³/(8.314×298.15)=-0.02420

    K^θ=0.9761

     依题：K^θ=（1）

     如果取S=0.015mol▪dm^-3，代入可解得：c=0.015mol▪dm^-3，

    则：K^θ_sp=c²=2.3×10^-4

     由上可知，途径Ⅱ计算结果更符合事实。(备注:此时CaSO₄的溶度积无意义)

3. 结论

   （1）不能将CaSO₄视为难溶盐，计算其溶度积或溶解度；

   （2）对于微溶或易溶强电解质，计算其解离常数或溶解度时，必须考虑电解质"分子态"溶解形式.

参考文献

[1]Lide D R. CRC handbook of chemistry and physics. 89th ed, Chemical Rubber Co, 2008,17:2688

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自余高奇科学网博客。

链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-3474471-1291458.html?mobile=1

收藏

分享