Растворимость HgS

вопросы, касающиеся школьной и вузовской химии; помощь в решении задач различного уровня сложности
Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23103
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Растворимость HgS

Сообщение amik » Сб авг 11, 2007 12:36 pm

Давно мучает вопрос с аномально низкой теоретической растворимостью сабжа.
По справочникам произведение растворимости ПР(HgS) красной модификации составляет 4*10^(-53), что чисто арифметически соответствует концентрации растворенного вещества 6.3*10^(-27) моль/л. Или по 1 иону ртути и сульфида в 263 литрах воды :shock:
Внимание, вопрос. Что будет, если в аквариум данного размера запустить еще одну пару соответствующих ионов? Теоретически они должны образовать недиссоциированную молекулу сульфида ртути, но как они найдут друг друга в бескрайних по атомным меркам просторах?
По понятным причинам вопрос задаю в школьной химии :oops:
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

eukar

Сообщение eukar » Сб авг 11, 2007 12:49 pm

А еще Серж и некоторые преподаватели-радиохимики любят спрашивать о том, сколько атомов трития из 10 останется через 12 с небольшим лет.

Marxist

Re: Растворимость HgS

Сообщение Marxist » Сб авг 11, 2007 1:50 pm

amik писал(а): Теоретически они должны образовать недиссоциированную молекулу сульфида ртути, но как они найдут друг друга в бескрайних по атомным меркам просторах?
Не-а, теоретически как раз не должны ничего образовать именно потому, что не найдут.
ПР просто является мерой термодинамической устойчивости кристалла. И рассуждать о нём можно только с появлением кристаллов. А пока их нет -- просто пересыщенный раствор.

eukar

Сообщение eukar » Сб авг 11, 2007 2:03 pm

Ну вот, запалилсо еще один не школьный химик :)

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23103
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Растворимость HgS

Сообщение amik » Сб авг 11, 2007 3:49 pm

Marxist писал(а): ПР просто является мерой термодинамической устойчивости кристалла. И рассуждать о нём можно только с появлением кристаллов. А пока их нет -- просто пересыщенный раствор.
IMHO произведение растворимости может служить мерилом термодинамической устойчивости кристаллов только при непосредственном контакте с водной фазой. Неужели кристаллы NaCl менее устойчивы в твердом виде.
С пересышенным раствором мысль интересная. Возьмем, например, кристалл сульфида ртути массой в 1 грамм. Пусть на одной из граней продиссоциировала и перешла в раствор 1 молекула. Ничего ме мешает сделать то же самое миллиардам других молекул в микрометрах от первой. Кристалл то не знает, что раствор вокруг него уже насыщен :roll: . Получается, что при помещении в воду кусочка HgS он может сразу образовать пересышенный раствор, причем пересыщенный во много раз относительно своей теоретической растворимости.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

Marxist

Сообщение Marxist » Сб авг 11, 2007 4:59 pm

Кстати, а у SiO2 какое ПР? фактически ведь для всех этих чрезвычайно мало растворимых веществ должно быть справедливо другое -- что атомы с поверхности кристалла в раствор не переходят вовсе... :?

eukar

Сообщение eukar » Сб авг 11, 2007 5:02 pm

А кто у него в раствор-то переходит? Уж никак не O2- и Si4+

[quote = "Ильв с Петровым"]О чем думает эта девушка? Уж явно не о бромистом бензоле.[/quote]

Да и от сульфида ртути тоже получается не совсем то, что в уравнении для ПР написано.
имхо, тут еще одна собака порылась...

Аватара пользователя
pH<7
Сообщения: 4236
Зарегистрирован: Ср апр 21, 2004 6:48 pm
Контактная информация:

Сообщение pH<7 » Вс авг 12, 2007 1:16 am

Ильв это кто?

У SiO2, как и у алмаза, графита и много чего ещё, на поверхности другие группы!
Carpe diem

MONSTA
Сообщения: 3372
Зарегистрирован: Вт фев 20, 2007 11:36 am

Сообщение MONSTA » Пн авг 13, 2007 10:15 am

pH<7 писал(а):У SiO2, как и у алмаза, графита и много чего ещё, на поверхности другие группы!
А у Hg2+ и S2- в растворе совсем-совсем другое состояние будет! Начнем с того, что ртуть - чемпион по гидролизу среди двухзарядных ионов (если не брать во внимание платиноиды, которые во всех своих проявлениях комплексообразования просто мутанты какие-то). Ну и сульфид - он тоже гидролизуется неслабо. Так что если мы учтем, что наряду с мелкоскопической концентрацией свободных ионов Hg2+ и S2- в растворе может быть еще до черта находящихся с ними в равновесии разных гидроксокомплексов и протолитических форм, то реальная растворимость может быть отнюдь не 1 молекула на 263 л воды, а много, много больше!

eukar

Сообщение eukar » Пн авг 13, 2007 12:47 pm

Ну да, про это я и писал...

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Пн авг 13, 2007 2:14 pm

Гидролиз, аквакомплексы... А про молекулярную растворимость все как-то забыли. А между прочим тот же сахар, с очень низкой ионной растворимостью, в молекулярной форме растворяется аж до 500 г/л
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
ИСН
Робин Гуд
Сообщения: 8535
Зарегистрирован: Пт окт 10, 2003 5:32 pm
Контактная информация:

Сообщение ИСН » Пн авг 13, 2007 3:46 pm

Гидролиз, аквакомплексы, молекулярная растворимость... Господа, у меня такое стрёмное ощущение, что мы подменяем суть темы: ну одна отмазка - "всё не так, как в учебнике, а вот как", ну другая, ну третья, но ёлки-палки: вещества, СТРАШНО нерастворимые в воде - есть.
КАК ОНИ ЭТО ДЕЛАЮТ?
Или, блин, их таки нет?

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Пн авг 13, 2007 3:53 pm

Нет нерастворимых веществ, есть плохие растворители :lol:
Та же HgS растворяется в горячей концентрированной азотке или царской водке.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Hedgehog
химик ежовый
Сообщения: 13335
Зарегистрирован: Ср янв 19, 2005 7:41 pm

Сообщение Hedgehog » Пн авг 13, 2007 9:31 pm

Nord писал(а):Та же HgS растворяется в горячей концентрированной азотке или царской водке.
Речь вроде бы шла о физическом растворении; любопытно, как ведет себя HgS в жидком аммиаке, ДМФА и т.п.
bacco, tabacco e Venere

Аватара пользователя
pH<7
Сообщения: 4236
Зарегистрирован: Ср апр 21, 2004 6:48 pm
Контактная информация:

Сообщение pH<7 » Пн авг 13, 2007 10:19 pm

Hedgehog писал(а):
Nord писал(а):Та же HgS растворяется в горячей концентрированной азотке или царской водке.
Речь вроде бы шла о физическом растворении; любопытно, как ведет себя HgS в жидком аммиаке, ДМФА и т.п.
...анти-крауне...
Carpe diem

Nord
Сообщения: 2227
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2004 5:36 pm

Сообщение Nord » Вт авг 14, 2007 10:07 am

Hedgehog писал(а):Речь вроде бы шла о физическом растворении;
"Физическое" растворение - это как раз молекулярная растворимость, все остально - химическое, ибо образуются частицы, которых не было в исходном в-ве.
Не важно, что о вас говорят современники, важно что о вас скажут потомки

Аватара пользователя
Hedgehog
химик ежовый
Сообщения: 13335
Зарегистрирован: Ср янв 19, 2005 7:41 pm

Сообщение Hedgehog » Вт авг 14, 2007 5:03 pm

Nord писал(а):
Hedgehog писал(а):Речь вроде бы шла о физическом растворении;
"Физическое" растворение - это как раз молекулярная растворимость, все остально - химическое, ибо образуются частицы, которых не было в исходном в-ве.
На эту тему можно рассуждать очень и очень долго :roll:
Хорошо бы всё-таки поглядеть на данные по растворимости HgS в неводных растворителях, если они (эти данные) существуют в природе. Самому искать мне, ессно, лень, тем более в такую жару :lol:
bacco, tabacco e Venere

MONSTA
Сообщения: 3372
Зарегистрирован: Вт фев 20, 2007 11:36 am

Сообщение MONSTA » Вт авг 14, 2007 11:38 pm

Ааа, вот оно, разумное решение!! К равновесию надо подходить с кинетической точки зрения!

И так, сидят на поверхности кристаллов, кристалликов и почти аморфных таких образований частицы HgS, и у них в соответствии с константой скорости растворения (которой мы не знаем) раз в несколько секунд, минут или лет возникает твердое намерение перейти в раствор. Которое они с успехом осуществляют. Совершенно не интересуясь, есть ли в растворе еще такие иончики (или продукты их гидролиза), а также тем, как там ведут себя такие же частицы на противоположной стороне кристаллов, кристалликов и аморфных образований.

А в растворе, понятное дело, бултыхаются в некоторой мизерной концентрации ионы ртути и сульфида, вместе с продуктами гидролиза. И вот они, сталкиваясь с поверхностью кристаллов, кристалликов и почти аморфных образований, периодически (в соответствии со своей константой скорости) испытывают непреодолимое желание пристроится к кристаллической (или не очень) решетке и осуществляют его на практике. И не надо считать, что для этого ионы ртути и сульфида должны встретиться в одной точке на поверхности - им это не нужно! Граница раздела сульфид|раствор не обязана быть электронейтральной, твердые частицы могут посадить на поверхность, к примеру, сульфид-ионы (или один сульфид-ион - из 263 литров) и зарядиться отрицательно, притягивая в качестве противоионов, к примеру, ионы водорода. А отрицательный заряд поверхности будет способствовать прикреплению к ней ионов ртути.

Кроме того, чтобы сесть на поверхность сульфида, ионы ртути могут также испытать весьма сильное желание гидролизоваться вплоть до выпадения гидроокиси, а ионы сульфида - тоже гидролизоваться до сероводорода или окислиться растворенным в воде кислородом. И никто им в этом помешать не сможет.

И так, кинетический подход все позволяет объяснить достаточно легко. И побочный плюс: скорость растворения определяется площадью поверхности; это означает, что у совсем мелкого осадка растворимость будет больше, чем у более крупного. И это реально так: хорошо известно, что очень и очень многие малорастворимые вещества в свежеосажденном (т.е. мелкокристаллическом) виде имеют гораздо большую растворимость (или ПР), чем состаренный осадок (после частичной перекристаллизации с увеличением размеров кристаллов осадка). Да, этот экспериментальный факт может быть с успехом объяснен с различных точек зрения, в том числе и коллоидно-химической, но кинетическое объяснение просто, как дважды два.

А вот термодинамический подход ничего объяснить не может: если система из сульфида ртути, находящегося в воде при свободном доступе атмосферного кислорода придет в истинное равновесие, то в воде этой будет бултыхаться каша из элементарной серы и гидроокиси ртути. Ибо растворчики сульфида кислородом воздуха окисляются очень быстро, и тут без разницы, сколько его, этого сульфида, в растворе - 0.01 М или один ион на 263 л. А ртуть, понятное дело, гидролизнется.

chemister
Сообщения: 477
Зарегистрирован: Ср дек 15, 2004 10:52 am
Контактная информация:

Сообщение chemister » Вс окт 28, 2007 6:25 am

Можно подойти и с другой стороны. В природе есть месторождения киновари. Следовательно каким-то способом она сползлась в одно место :)

Аватара пользователя
aversun
Сообщения: 307
Зарегистрирован: Вс май 13, 2007 12:22 pm
Контактная информация:

Сообщение aversun » Вс окт 28, 2007 8:31 am

chemister писал(а):Можно подойти и с другой стороны. В природе есть месторождения киновари. Следовательно каким-то способом она сползлась в одно место :)
В природе другое дело. Есть такое понятие, геохимический барьер. Поясню на примере урановых месторождений, ролл. Уран холошо несется в 6+ валентном состоянии, но как только встречаются восстановительные условия, он тут же гидролизуется и садится, образуется месторождение. Или Радий, вместе с кальцием и барием несется в пересыщенных углекислотой растворах, но как только раствор доходит до точки, где давление углекислоты падает или появляются ионы SO4--, он садится вместе с кальцием или барием, порождая генераторы радона, который нередко встречаются в термальных водах в очень высокой концентрации. Точно так же могут образовываться и месторождения киновари. Ну кроме того в пересыщенных сульфидами очень горячих растворах ртуть понесется, то точки, где ее насыщенность, тем или иным путем достигнет придела.

Ответить

Вернуться в «химия в школе и вузе, помощь в решении задач»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и 10 гостей