4.6.3. Sự kết tủa hoàn toàn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL Giải s = √10−10 = 10−5 M Áp dụng: Tính độ tan của Ca3(PO4)2 trong nước, biết tích số tan của nó ở 200C là 3,16.10-33, (Đs: 1,26.10-7 M). Ví dụ 4.43 Tính độ tan của BaSO4 trong dung dịch BaCl2 10-2 M ở 200C. Giải Các quá trình: BaCl2 → Ba2+ + 2ClBaSO4 ⇌ Ba2+ + SO4

2-

NĐ ban đầu 10-2 0 NĐ cân bằng 10-2 + s s Theo quy tắc tích số tan: s(s + 10-2) = T Khi s << 10-2 ta có: s = T/10-2 = 10-8 .

So sánh các kết quả tính được ở ví dụ 4.42 và 4.43 cho thấy độ tan của BaSO4 giảm xuống khi có mặt của lượng dư Ba2+. Đó là do cân bằng hòa tan của BaSO4 chuyển dịch theo chiều phải sang trái khi có mặt các ion cùng tên (Ba2+ hay SO4

2-).

4.6.3. Sự kết tủa hoàn toàn

Trong thực tế phân tích, chúng ta thường phải làm kết tủa hoàn toàn một ion nào đó nhằm mục đích tách nó ra khỏi các ion khác có trong dung dịch, hoặc để định lượng ion đó. Bởi vì không có kết tủa nào là tuyệt đối không tan, vì vậy cụm từ “làm kết tủa hoàn toàn” chỉ có tính chất tương đối. Khi tiến hành tách phân tích, một ion nào đó được coi là đã bị kết tủa hoàn toàn nếu lượng của nó còn lại trong dung dịch chỉ nằm trong giới hạn độ chính xác của phép cân (ví dụ từ 0,1 – 0,2 mg). Đối với các mục đích phân tích, thông thường thì phép làm kết tủa được coi là hoàn toàn khi nồng độ của ion cần tách còn lại trong dung dịch khoảng từ 10-5M trở xuống. Dưới đây, ta sẽ xét đến một số yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc làm kết tủa hoàn toàn.

4.6.3.1. Ảnh hưởng của lực ion

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL Khi đưa một chất điện ly vào dung dịch có cân bằng kết tủa hòa tan và các chất này không có phản ứng hóa học với ion tạo nên kết tủa, mà chỉ làm tăng lực ion của dung dịch, thì độ tan tăng lên. Nguyên nhân làm tăng độ tan là do hệ số hoạt độ trung bình giảm xuống. Chẳng hạn, trong dung dịch KNO3 0,01M độ tan của AgCl tăng khoảng 12%, còn của BaSO4 tăng khoảng 70% (vì hoạt độ trung bình ��2± giảm nhiều hơn so với ��1±). 4.6.3.2. Ảnh hưởng của ion cùng tên Nếu đưa một ion giống thành phần của kết tủa (ion cùng tên) vào dung dịch có cân bằng kết tủa hòa tan thì cân bằng chuyển dịch về phía tạo kết tủa: ↓AmBn ⇌ mAn- + nBm+ Sự chuyển dịch đó đảm bảo cho tích số tan không đổi. Vì vậy, độ tan của AmBn sẽ giảm. Ví dụ 4.44 Tính độ tan của AgCl trong nước, trước và sau khi thêm dung dịch HCl vào để có nồng độ Cl- là 10-2 M, biết tích số tan của AgCl ở 200C là 1,82.10-10 . Giải AgCl ⇌ Ag+ + Cls s s Kết tủa AgCl có TAgCl = 1,82.10-10 độ tan s sẽ là: s = √1,82.10−10 = 1,35.10-5 Nếu thêm HCl để có [Cl]- = 10-2 M thì: AgCl ⇌ Ag+ + Cls s 10-2 + s vì s << 10-2 nên: [Ag]+ = s = 1,82.10-10/10-2 = 1,82.10-8 M Độ tan của AgCl đã giảm đi 1,35.10−5 1,82.10−8 = 742 lần Nếu ion cùng tên tạo phức được với kết tủa thì độ tan của kết tủa sẽ tăng lên (xem phần Ảnh hưởng của sự tạo phức).

4.6.3.3. Ảnh hưởng của pH dung dịch

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL Độ tan của kết tủa AmBn sẽ tăng lên nếu như các ion của kết tủa (cation A và anion B) phản ứng với các ion H+ hoặc OH- trong dung dịch. Chẳng hạn: - Ion H+ tác dụng với ion An- tạo thành các acid HA, H2A,…, HnA. - Ion OH- kết hợp với ion Bm+ tạo thành phức hydroxo: B(OH), B(OH)2,… B(OH)m. Do tác động của 2 nhóm phản ứng trên, nên tổng nồng độ của các dạng ion và phân tử hòa tan trong dung dịch liên quan đến 2 ion (An- và Bm+) tăng lên. 4.6.3.4. Ảnh hưởng của sự tạo phức Quá trình tạo phức có thể làm tăng độ tan của kết tủa trong dung dịch. Thường gặp 2 trường hợp: (1) Tạo phức với chất lạ Giả sử có kết tủa MmAn ↓MmAn ⇌ mM + nA Một ion đưa từ ngoài, tác dụng với cation kim loại tạo phức ML, ML2,... MLp, kết quả nồng độ ion kim loại tự do giảm xuống nên làm tăng khả năng hòa tan kết tủa. (2) Tạo phức với ion kết tủa Nhiều thuốc thử kết tủa, lúc cho dư làm kết tủa tan ra. Ví dụ: Các hydroxide lưỡng tính như Al(OH)3, Zn(OH)2 ↓Al(OH)3 + OH [Al(OH)4]Các halogenua Hg2+ + 2I HgI2↓ ↓HgI2 + 2I HgI4

2Như vậy, khi cho thuốc thử tạo kết tủa vào dung dịch, nồng độ ion được kết tủa sẽ giảm dần rồi đạt cực tiểu. Nếu thêm tiếp thuốc thử độ tan của ion này lại tăng lên.

4.6.3.5. Ảnh hưởng của phản ứng oxy hóa khử

Khi kết tủa có tích số tan quá thấp thường, rất khó làm tăng độ tan của chúng thông qua phản ứng acid base hoặc tạo phức. Trong trường hợp này, người ta thường dùng phản ứng oxy hóa khử.