余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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难溶盐的溶度积与复合式热力学平衡常数

已有 794 次阅读 2025-3-18 09:16 |系统分类:教学心得

       本文拟结合具体实例,探究复合式热力学平衡常数(Kθ)与难溶盐的溶度积(Ksp)的关联,供参考.

       选取25℃时AgCl(s)解离反应为系统,相应的解离反应如下所示:

       ①AgCl(s)→Ag+(aq)+Cl-(aq) ;                 

       25℃标态下相关物质的ΔfGθm数据参见如下表1所示.

表1. 25℃标态下相关物质的ΔfGθm数据

image.png

1. 复合式热力学平衡常数的计算

      依热力学基本原理,并结合表1数据可得25℃时:

      ΔrGθm,①fGθm(Ag+,aq)+ΔfGθm(Cl-,aq)-ΔfGθm(AgCl,s)

                    =77.11kJ·mol-1-131.26kJ·mol-1-(-109.789kJ·mol-1)

                    =55.639kJ·mol-1                                                           

      image.png 

      由上式可解得:Kθ=1.7935×10-10

      即:image.png      (1)

  2. AgCl(s)溶度积的计算

    2.1 AgCl(s)溶度积的计算(一)

        设敞口反应器内,溶液体积为1dm3,且保持恒定.

                    ①AgCl(s)    →    Ag+(aq)    +    Cl-(aq) 

初始/mol         1                       0                     0 

平衡/mol         1-x                    x                      x

  由于 Kθ值极小,x值亦较小.

  则:neq(AgCl,s)=1-x≈1(mol)

         ceq(Ag+,aq) =ceq(Cl-,aq)=x/1=x(mol·dm-3)  

  将相关条件代入式(1)可得:

  image.png 

  由上式可解得:x=1.3392×10-5(mol·dm-3)

  则:Ksp=x2=1.7935×10-10.

 2.2 AgCl(s)溶度积的计算(二)

        设敞口反应器内,溶液体积为2dm3,且保持恒定.

                    ①AgCl(s)    →    Ag+(aq)    +    Cl-(aq) 

初始/mol         3                       0                     0 

平衡/mol         3-x                    x                      x

  由于 Kθ值极小,x值亦较小.

  则:neq(AgCl,s)=3-x≈3(mol)

         ceq(Ag+,aq) =ceq(Cl-,aq)=x/2 (mol·dm-3)  

  将相关条件代入式(1)可得:

  image.png 

  由上式可解得:x=4.6392×10-5(mol·dm-3)

  则:Ksp=(x/2)2=5.3805×10-10.

 3. 结论

   AgCl的溶度积与加入AgCl(s)的物质的量及溶液体积相关.

                 



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