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一般来说,溶解度大的物质易转化为溶解度小的物质。那反过来有没有可能是溶解度小的物质向溶解度大的物质转化呢?如有可能,要具备什么样的条件呢?
如,在1.0 L Na₂CO₃溶液中,溶解 0.01mol 的 BaSO₄,所需 Na₂CO₃溶液的浓度最小是多少?
【分析】要溶解0.01 mol BaSO₄在1.0 L Na₂CO₃溶液中,需使BaSO₄完全转化为BaCO₃沉淀,且确保溶液中BaSO₄不再沉淀。反应为:
BaSO₄(s) + CO₃²⁻ ⇌ BaCO₃(s) + SO₄²⁻
平衡常数K = Ksp(BaSO₄) / Ksp(BaCO₃) = (1.1 × 10⁻¹⁰) / (5.1 × 10⁻⁹) ≈ 0.02157。
溶解后,[SO₄²⁻] = 0.01 mol/L。为防止BaSO₄沉淀,需满足:
[SO₄²⁻] / [CO₃²⁻] ≤ K
即0.01 / [CO₃²⁻] ≤ 0.02157
因此,反应后溶液中[CO₃²⁻] ≥ 0.01 / 0.02157 ≈ 0.4636 mol/L。
溶解0.01 mol BaSO₄需消耗0.01 mol CO₃²⁻。故Na₂CO₃最初浓度不得低于:
初始[CO₃²⁻] = 消耗量 + 剩余量 = 0.01 + 0.4636 = 0.4736 mol/L。
考虑有效数字(Ksp值均为两位有效数字),结果取0.47 mol/L。
因此,Na₂CO₃溶液的最初浓度不得低于0.47 mol/L。
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