Решение задачи №10: Pb(NO3)2 + Na2SO3 → PbSO3↓ + 2NaNO3

Задача 2. Вариант 10. Дано: Электролит 1: \( Pb(NO_3)_2 \) Электролит 2: \( Na_2SO_3 \) Пороги коагуляции (\( \text{ммоль/л} \)): \( \gamma(AlCl_3) = 0,70 \) \( \gamma(Na_2S) = 341 \) \( \gamma(Fe_2(SO_4)_3) = 0,85 \) \( \gamma(CaCl_2) = 23 \) \( \gamma(MnSO_4) = 25 \) Решение: 1. Запишем уравнение реакции образования золя (осадка): \[ Pb(NO_3)_2 + Na_2SO_3 \rightarrow PbSO_3\downarrow + 2NaNO_3 \] Ядром мицеллы является агрегат из микрокристаллов малорастворимого сульфита свинца: \( m[PbSO_3] \). 2. Определим знак заряда коллоидной частицы, используя правило Шульце-Гарди. Согласно этому правилу, коагуляцию вызывают ионы, заряд которых противоположен заряду частицы, причем коагулирующая способность иона тем выше (а порог коагуляции \( \gamma \) ниже), чем выше заряд иона-коагулятора. Сравним пороги коагуляции для электролитов с разными зарядами катионов и анионов: - Для катионов: \( \gamma(Al^{3+}) = 0,70 \); \( \gamma(Ca^{2+}) = 23 \); \( \gamma(Na^+) = 341 \). Мы видим резкое снижение порога коагуляции с увеличением заряда катиона (\( 0,70 \ll 23 \ll 341 \)). Это означает, что коагулирующим ионом является катион. - Следовательно, частица золя заряжена отрицательно. 3. Определим, какой из исходных электролитов был в избытке. Частица приобретает отрицательный заряд, если на поверхности ядра адсорбируются анионы избыточного электролита (по правилу Панета-Фаянса). В данной реакции отрицательный заряд могут придать ионы \( SO_3^{2-} \). Эти ионы входят в состав электролита 2 (\( Na_2SO_3 \)). Значит, \( Na_2SO_3 \) был взят в избытке. 4. Напишем формулу мицеллы золя сульфита свинца с отрицательным зарядом гранулы: Ядро: \( m[PbSO_3] \) Потенциалопределяющие ионы (избыток): \( nSO_3^{2-} \) Противоионы: \( 2(n-x)Na^+ \) Гранула: \( \{m[PbSO_3] \cdot nSO_3^{2-} \cdot 2(n-x)Na^+\}^{2x-} \) Диффузный слой: \( 2xNa^+ \) Полная формула мицеллы: \[ \{m[PbSO_3] \cdot nSO_3^{2-} \cdot 2(n-x)Na^+\}^{2x-} \cdot 2xNa^+ \] Ответ: Большую концентрацию имел электролит 2 (\( Na_2SO_3 \)). Формула мицеллы: \( \{m[PbSO_3] \cdot nSO_3^{2-} \cdot 2(n-x)Na^+\}^{2x-} \cdot 2xNa^+ \).