Выпадение солей: кинетика и равновесие.

Вопросы, связанные с химией вообще. Вы можете задать здесь свой вопрос, и мы постараемся на него ответить.
General chemical questions go here
Ответить
Электрофил
Сообщения: 366
Зарегистрирован: Пт дек 21, 2007 4:31 am

Выпадение солей: кинетика и равновесие.

Сообщение Электрофил » Ср авг 01, 2018 12:19 pm

Добрый день!

Помогите разобраться с вопросом.

Есть водный раствор, скажем 5% карбоната натрия и 30% сульфата натрия. Что выпадет в осадок, если добавить к этому раствору растворимую соль кальция, гидрокарбонат например.

В теории (и по равновесию) должен сначала выпасть почти весь карбонат, как менее растворимый. И только если кальция больше, чем карбоната, будет выпадать сульфат.

Но как будет на практике?

Моя версия: сначала быстро выпадут и карбонат, и сульфат. И сульфата даже больше, так как его концентрация выше, и скорости образования будут выше. И наверно, осадок такого состава даже можно успеть отделить фильтрованием. А вот если оставить его на неделю, то изначально выпавший сульфат будет медленно растворятся, карбонат будет медленно довыпадать и в итоге в осадке останется один карбонат.

Так?

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выпадение солей: кинетика и равновесие.

Сообщение Iskander » Ср авг 01, 2018 10:09 pm

Не так.

Что выпадет - вообще вопрос, так как сложные системы в высокой концентрации часто образуют смешанные фазы. Коган в руки и искать. Плюс соосаждение.

Минус - что сульфат кальция вообще погано кристаллизуется, с задержкой на сутки - неделю запросто (в крепких солевых растворах, сам по себе - более предсказуемо)

Ну а по чистой теории - похоже :)

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Выпадение солей: кинетика и равновесие.

Сообщение avor » Вс авг 05, 2018 9:28 am

Там еще сульфат кальция должен растворяться в сульфте натрия, по- моему.

Аватара пользователя
chaus
Сообщения: 3135
Зарегистрирован: Вт дек 24, 2013 2:37 pm

Re: Выпадение солей: кинетика и равновесие.

Сообщение chaus » Вс авг 05, 2018 12:21 pm

Электрофил писал(а):
Ср авг 01, 2018 12:19 pm
Добрый день!

Помогите разобраться с вопросом.

Есть водный раствор, скажем 5% карбоната натрия и 30% сульфата натрия. Что выпадет в осадок, если добавить к этому раствору растворимую соль кальция, гидрокарбонат например.

В теории (и по равновесию) должен сначала выпасть почти весь карбонат, как менее растворимый. И только если кальция больше, чем карбоната, будет выпадать сульфат.
:issue: :issue: :issue:

Карбонат будет выпадать, если [Ca][CO3]>ПР(CaCO3).
Сульфат будет выпадать, если [Ca][SO4]>ПР(CaSO4) (то есть кальция может быть больше, чем карбоната, но если это условие не выполнено, сульфат не будет выпадать).

И да, ПР(CaSO4) на порядок больше, чем ПР(CaCO3).

Если концентрации дают условия для осаждения обеих солей, то выпадать будут обе, причём, если раствор достаточно разбавлен, то независимо друг от друга. (В очередь становиться не будут.)

Это в теории и в первом приближении. Реально будет значительное всаливание солей кальция в маточный раствор. А если хренакнуть столько гидрокарбоната кальция, чтобы хватило для осаждения 30% сульфата натрия, то повалится ещё и гидрокарбонат натрия.
Электрофил писал(а):
Ср авг 01, 2018 12:19 pm
Моя версия: сначала быстро выпадут и карбонат, и сульфат. И сульфата даже больше, так как его концентрация выше, и скорости образования будут выше. И наверно, осадок такого состава даже можно успеть отделить фильтрованием. А вот если оставить его на неделю, то изначально выпавший сульфат будет медленно растворятся, карбонат будет медленно довыпадать и в итоге в осадке останется один карбонат.
Сульфату будет легче расти из-за значительно меньшей энергии поверхности раздела фаз. Но на стороне карбоната -- на порядок большее пересыщение. С ходу нельзя сказать, образование зародышей (объёмных и поверхностных) какой соли пойдёт быстрее. Кроме того, кинетика роста зависит от мольного соотношения ионов, поэтому в процессе осаждения кинетика роста кристаллов каждой соли будет меняться.

Не зная, сколько кальция добавлено, нельзя сказать, как именно пойдут процессы. Если кальция добавлено достаточно для осаждения даже сульфата, то карбонат сядет достаточно полно и после завершения реакции осадку CaSO4 будет практически не с чем реагировать в растворе. Обменная реакция карбоната кальция с гипсом под слоем воды, насыщенной гидрокарбонатом натрия, едва ли пойдёт с заметной скоростью.

Ну и наконец, надо учесть возможность образования комплексных растворимых солей. Если бы я хотел провести опыт почище, взял бы карбонат и сульфат не натрия, а, навскидку, тетраметиламмония, и не гидрокарбонат, а, например, перхлорат кальция. Надеюсь, при таком раскладе всаливание будет меньше. И ещё -- проводил бы опыты с солями х.ч. или ос.ч., особенно смотрел бы на отсутствие магния, в бидистилляте и в кварцевом стекле. Малейшая примесь, адсорбируемая на поверхности кристаллов, полностью исказит результаты.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выпадение солей: кинетика и равновесие.

Сообщение Iskander » Пн авг 06, 2018 3:53 pm

Коган, Коган и ещё раз Коган!

Справочник растворимости многокомпонентных смесей.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23104
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Выпадение солей: кинетика и равновесие.

Сообщение amik » Пн авг 06, 2018 5:18 pm

Ага, Коган. А ещё есть другая серия справочников п/ред. Здановского, где все подобные системы расписаны.
См. Здановский Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем.
Все данные есть и они должны быть в арсенале и в рабочей библиотеке у каждого химика, столкнувшегося с подобной проблемой.
Спрашивать ИМХО стоит, когда в доступных источниках не нашли интересующую систему :wink:
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

Alian
Сообщения: 5
Зарегистрирован: Чт фев 01, 2018 12:48 pm

Re: Выпадение солей: кинетика и равновесие.

Сообщение Alian » Вт ноя 10, 2020 1:02 pm

День добрый. Подскажите, пожалуйста, литературу по расчетe SI по методике дж. е. одда и м.в. томпсона. Может кто создавал расчет в экселе?

Отложение гипса по методу Скилмена-Мак Дональда-Стиффа разобрала и создала расчет в экселе, а вот по карбонату кальция не могу найти формулу согласно методике дж. е. одда и м.в. томпсона.

Ответить

Вернуться в «общехимические вопросы / general chemical issues»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и 22 гостя