5.1.3. Растворимость осадков в кислотах

Растворимость осадков, являющихся солями сильных кислот, почти не зависит от концентрации ионов водорода в растворе. Например, в равновесии с твердой фазой AgCl в растворе находятся ионы Ag⁺ и Cl^- (анион сильной кислоты HCl). Поэтому осадок хлорида серебра не растворяется в кислотах.

На растворимость осадков, являющихся солями слабых кислот, присутствие ионов водорода в растворе оказывает существенное влияние. При расчетах растворимости осадков в кислотах следует иметь в виду, что большинство слабых кислот являются многоосновными.

Взаимодействие сильной кислоты с анионом слабой (An^m-) происходит по схеме:

H⁺ + An^m- = HAn^(1-m),

в результате чего концентрация аниона в растворе уменьшается. Если An^m- - анион малорастворимой соли, то в результате сдвига равновесия вправо осадок начнет растворяться. Например, равновесие в насыщенном растворе карбоната кальция

CaCO₃   Ca²⁺ + CO₃^2-

при введении сильной кислоты будет смещаться вправо за счет образования HCO₃^- :

Н⁺ +  CO₃^2-   HCO₃^- .

Этому равновесию соответствует константа диссоциации  угольной кислоты по II ступени. При дальнейшем увеличении кислотности происходит образование заметных количеств угольной кислоты:

Н⁺ + HCO₃^-   Н₂СО₃ .

Этому равновесию соответствует константа диссоциации  угольной кислоты по I ступени.

Таким образом, растворение карбоната кальция под действием сильной кислоты можно представить уравнениями

CaCO₃  Ca²⁺ + CO₃^2- ,

CO₃^2- + Н⁺ HCO₃^- ,

HCO₃^-  + Н⁺   Н₂СО₃ .

Растворимость соли складывается из равновесных концентраций всех форм карбоната:

S = [Ca²⁺] = [CO₃^2-] + [HCO₃^-] + [Н₂СО₃ ].

Выразим концентрацию угольной кислоты и продуктов ее ступенчатой диссоциации с помощью констант диссоциации кислоты и произведения растворимости карбоната кальция:

,  откуда

Выражение под знаком квадратного корня является условным произведением растворимости ПР^у(СаСО₃). Величина в скобках обозначается буквой α. Для карбонат- иона она имеет вид:

 

 α = .

Таким образом, растворимость карбоната кальция в присутствии сильной кислоты будет выше, чем в воде.