余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

博文

CaSO4解离常数的两种热力学计算方法

已有 7705 次阅读 2021-6-16 16:02 |系统分类:教学心得

       硫酸钙是微溶电解质,溶解度约为每升水溶液溶解2g硫酸钙(0.015mol▪dm-3). 

       本文拟将现阶段硫酸钙解离常数的两种计算方法分别列出,供同行甄别。

  1. 有关热力学数据

    计算中将用到的热力学数据参见表1.[1]

    Tbl.1 ΔfGθm of related substances at 25℃

Related substances
ΔfGθm/(kJ▪mol-1)
CaSO4(s)-1309.1
CaSO4(aq)-1298.1
Ca2+(aq)-553.54
SO42-(aq)-744.5

  2. 解离常数及溶解度的热力学计算

      2.1 途径Ⅰ

   将CaSO4视为难溶电解质,用溶度积代替其解离常数. 其解离方程式如下:

             CaSO4(s)→Ca2+(aq)+SO42-(aq)

    依题:ΔrGθmfGθm(Ca2+,aq)+ΔfGθm(SO42-,aq)-ΔfGθm(CaSO4,s)

     代入相关数据可得:ΔrGθm=-553.54-744.5-(-1309.1)=11.06(kJ▪mol-1)

    又因为:ΔrGθm=-RT▪lnKθsp

     所以:lnKθsp=-11.06×103/(8.314×298.15)=-4.4618

      Kθsp=1.154×10-2

     CaSO4的饱和溶解度为:S=(Kθsp)1/2=0.1074mol▪dm-3

     由上可知,不能将CaSO4视为难溶电解质来计算其溶度积及溶解度。

     2.2 途径Ⅱ

    用CaSO4(aq)代替CaSO4(s)计算,此时解离方程式为:

      CaSO4(aq)→Ca2+(aq)+SO42-(aq)

   同上:ΔrGθmfGθm(Ca2+,aq)+ΔfGθm(SO42-,aq)-ΔfGθm(CaSO4,aq)

   代入相关数据可得:ΔrGθm=-553.54-744.5-(-1298.1)=0.06(kJ▪mol-1)

   又因为:ΔrGθm=-RTlnKθ

    所以:lnKθ=-0.06×103/(8.314×298.15)=-0.02420

    Kθ=0.9761

     依题:Kθ=(1)

     如果取S=0.015mol▪dm-3,代入可解得:c=0.015mol▪dm-3

    则:Kθsp=c2=2.3×10-4

     由上可知,途径Ⅱ计算结果更符合事实。(备注:此时CaSO4的溶度积无意义)

3. 结论

   (1)不能将CaSO4视为难溶盐,计算其溶度积或溶解度;

   (2)对于微溶或易溶强电解质,计算其解离常数或溶解度时,必须考虑电解质"分子态"溶解形式.

参考文献

[1]Lide D R. CRC handbook of chemistry and physics. 89th ed, Chemical Rubber Co, 2008,17:2688



https://blog.sciencenet.cn/blog-3474471-1291458.html

上一篇:NaCl、KCl 的解离常数及溶解度
下一篇:易溶、微溶电解质解离常数的热力学计算
收藏 IP: 27.17.85.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (2 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-7-17 15:27

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部