Перхлорат калия

[Ukt,P]

При смешивании 200 мл раствора перхлората натрия (концентрация 0,2 моль/л) и 300 мл раствора хлорида калия (концентрация 0,3 моль/л) выпал осадок KClO4. Произведение растворимости KClO4 1.1*10^-2. Объёмом осадка можно пренебречь. Определите массу осадка.

1) Мой решение заключалось в нахождении растворимости перхлората калия. 

Т.к ПР равно 1.1*10^-2, то по определению ПР [K⁺ ] = [ClO4^- ] = s. Следовательно, 1.1*10^-2 = s² . Отсюда s = 0.105 моль/л. Тогда растворимость перхлората калия в растворе равна: 0.105*138,5 (молярная масса) = 14.54 г/л. 

2) Дальше находим объём раствора. Он равен 500 мл. Тогда максимальная масса перхлората калия в растворе равна: 0.5*14.54 = 7.27 г.

3) Дальше смотрим на уравнение реакции: NaClO4 + KCl = KClO4 + NaCl. Количество образовавшегося перхлората калия равно 0,2*0,2 = 0.04 моль. Тогда его масса равна 138.5 * 0.04 = 5.54. Следовательно никакого осадка не выпадает.?

Подскажите в чём ошибка? 

Изменено 29 Мая, 2022 в 15:23 пользователем Ukt,P
Опечатка

[M_GM]

В растворе есть избыток ионов калия. Наличие одноимённых ионов уменьшает растворимость соли

Исходный то раствор перхлорат натрия? Судя по уравнению реакции?

В растворе будет 0,04 моль перхлорат-ионов и 0,09 моль ионов калия

После протекания реакции в растворе останется 0,05 моль избытка ионов калия 

концентрация которых будет равна 0,05/0,5=0,1 моль/л

ПР=[K⁺ ]*[ClO4^- ], где [ClO4^- ] =s, [K⁺ ]=s+0,1

Получаем уравнение s(s+0,1) = 1.1*10^-2, откуда находим s

 

 

Изменено 29 Мая, 2022 в 15:36 пользователем M_GM

[Ukt,P]

Да. Опечатка 

[Ukt,P]

Я все равно не понимаю. У меня получилось 5.54 грамма, а максимальная масса в растворе 7.27 грамма. Значит, осадок образовываться не будет? Может я чего не знаю о теории растворов электролитов?

[yatcheh]

29.05.2022 в 17:57, Ukt,P сказал:

При смешивании 200 мл раствора перхлората калия (концентрация 0,2 моль/л) и 300 мл раствора хлорида калия (концентрация 0,3 моль/л) выпал осадок KClO4. Произведение растворимости KClO4 1.1*10^-2. Объёмом осадка можно пренебречь. Определите массу осадка.

1) Мой решение заключалось в нахождении растворимости перхлората калия. 

Т.к ПР равно 1.1*10^-2, то по определению ПР [K⁺ ] = [ClO4^- ] = s. Следовательно, 1.1*10^-2 = s² . Отсюда s = 0.105 моль/л. Тогда растворимость перхлората калия в растворе равна: 0.105*138,5 (молярная масса) = 14.54 г/л. 

2) Дальше находим объём раствора. Она равна 500 мл. Тогда максимальная масса перхлората калия в растворе равна: 0.5*14.54 = 7.27 г.

3) Дальше смотрим на уравнение реакции: NaClO4 + KCl = KClO4 + NaCl. Количество образовавшегося перхлората калия равно 0,2*0,2 = 0.04 моль. Тогда его масса равна 138.5 * 0.04 = 5.54. Следовательно никакого осадка не выпадает.?

Подскажите в чём ошибка? 

 

Тут не всё так просто, поскольку количество ионов калия и перхлората не равны.

Калия 0.3*0.3 = 0.09 моль. Перхлората - 0.2*0.2 = 0.04 моль. 

Объём раствора после смешивания - 0.5 л.

[K+]*[ClO4-] = 0.09/0.5*0.04/0.5 =0.0144, что больше, чем ПР(KClO4) = 0.011, следовательно - осадок будет. 

Произведение [K+]*[ClO4-] должно быть равно 0.011. Тогда имеем:

(0.09 - x)/0.5*(0.04 - x)/0.5 = 0.011

где x - количество KClO4 в осадке (моль)

Получаем квадратное уравнение:

(0.09 - x)*(0.04 - x) = 0,00275

x^2 - 0.13*x + 0.00085 = 0

x1 =0.0069

x2 = 0.123

Второй корень, очевидно, не имеет физического смысла,

поэтому в осадке 0.0069 моль KClO4 (в растворе - 0.04-0.0069=0.0331 моль) 

 

Переходить сразу к массам в начале расчётов нет смысла - удобнее  оперировать количествами до самого конца.

 

29.05.2022 в 18:26, Ukt,P сказал:

Я все равно не понимаю. У меня получилось 5.54 грамма, а максимальная масса в растворе 7.27 грамма. Значит, осадок образовываться не будет? Может я чего не знаю о теории растворов электролитов?

 

Избыток ионов калия приводит к уменьшению растворимости перхлората калия. Согласно уравнению произведения растворимости

Изменено 29 Мая, 2022 в 15:31 пользователем yatcheh

[Ukt,P]

В 29.05.2022 в 20:27, yatcheh сказал:

 

Избыток ионов калия приводит к уменьшению растворимости перхлората калия.

То есть раз присутствует избыток ионов калия, то вот из 5.54 г перхлората калия, которые я получил, часть выпадет в осадок. И моя максимальная масса не учитывает того, что в растворе присутствует избыток ионов калия.

Изменено 29 Мая, 2022 в 15:35 пользователем Ukt,P
Опечатка

[yatcheh]

29.05.2022 в 18:34, Ukt,P сказал:

То есть раз присутствует избыток ионов калия, то вот из 5.54 г перхлората калия, которые я получил, часть выпадет в осадок. И моя максимальная масса не учитывает того, что в растворе присутствует избыток ионов калия.

 

Именно!

[K+]*[ClO4-] = const

Если увеличивается количество ионов калия, количество ионов перхлората должно уменьшится, чтобы постоянство ПР сохранилось.

Изменено 29 Мая, 2022 в 15:45 пользователем yatcheh

[Ukt,P]

Спасибо большое!