余高奇
难溶盐的溶度积与复合式热力学平衡常数
2025-3-18 09:16
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       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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