涉及水解的溶度积问题

Posted 2021-03-13 b3lyp

        前几天笔者在复习溶度积的相关知识时，偶然想起了高中时候做过的一道扬子石化竞赛题。题目如下：

        溶解度和溶度积均可以表示物质溶解性的大小。已知：    。

        若不考虑的水解，CuS在纯水中的溶解度为多少？若考虑的水解，溶解度又为多少？

        由于CuS属于AB型化合物，不妨设溶解度为，则可以下式：

                                  

                                                               

        相信任何一本无机化学书上都会提及这部分内容。对于考虑水解的情况，关键在于抓住物料守恒这一点。即无论硫元素以何种形式（）存在，其浓度总为开始投入的硫元素的浓度。在本题中，该总浓度是由于固体溶解产生的。这里依然把它设为（注意，对于而言，其浓度也是），但这里的是该溶液中硫元素的各形体浓度之和，即满足下式：

                                                       

        由于待求解的是，利用电离平衡中的和的关系式进行代换，可得：

                                                        

                                                        

        对于一项而言，一定是＞1的，所以< 。则与的关系可转化为：

                                                      

        重新回到溶度积的表达式：

                                  

                                        

                                       

        拿出之前的溶解度计算公式进行对比：

                                                        

        由于乘上了一个大于1的数，导致增大了，所以如果考虑硫离子的水解，那么溶解度是增大的。当给定溶液的pH时，可以精确计算溶解度 。

 

---

练习题（草稿）

        已知。计算在pH=2.85的缓冲溶液中的溶解度。

Solution：

        不妨设的溶解度为，则的溶解度为。由MBE可得：

                                                         

                                                     

                                                      

                                                  

列出的表达式并带入：

                                                  

最终带入数值求解即可，。