Какова молярная концентрация гидроксида железа (2) в насыщенном растворе при 25 °С, если константа растворимости (Ksp

Ledyanoy_Samuray_7275

63

Чтобы решить данную задачу, мы должны использовать знание о молярной концентрации и константе растворимости. Для начала, определимся с балансовым уравнением для реакции растворения гидроксида железа (2):

\[Fe(OH)_3 \rightarrow Fe^{3+} + 3OH^-\]

Из данного уравнения видно, что одна молекула гидроксида железа (2) превращается в один ион железа (III) и три иона гидроксида. Рассмотрим Ksp-выражение для данной реакции:

\[Ksp = [Fe^{3+}][OH^-]^3\]

Поскольку ионы Fe(OH)3 в насыщенном растворе полностью диссоциируются, молярная концентрация гидроксида железа (2) в насыщенном растворе будет равна концентрации ионов Fe^{3+} и будет обозначаться как \([Fe^{3+}]\).

Мы знаем, что константа растворимости Ksp имеет следующее значение: \(1 \times 10^{-15}\).

Теперь, чтобы найти молярную концентрацию гидроксида железа (2), нам нужно найти концентрацию ионов Fe^{3+}. Поскольку реакция растворения происходит в насыщенном растворе, молярная концентрация ионов Fe^{3+} будет также равна концентрации гидроксида железа (2).

Подставляя значения в Ksp-выражение, получим:

\[1 \times 10^{-15} = [Fe^{3+}] \cdot ([OH^-])^3\]

Поскольку у нас есть три иона гидроксида на одну молекулу гидроксида железа (2), мы можем записать:

\[1 \times 10^{-15} = [Fe^{3+}] \cdot ([OH^-] \cdot [OH^-] \cdot [OH^-])\]

Так как константа растворимости представляет собой произведение концентраций ионов, мы можем записать:

\[1 \times 10^{-15} = [Fe^{3+}] \cdot [OH^-]^3\]

Учитывая, что \([Fe^{3+}]\) и \([OH^-]\) имеют одинаковую молярную концентрацию, обозначим их как \(x\):

\[1 \times 10^{-15} = x \cdot x^3\]

Теперь решим уравнение:

\[x^4 = 1 \times 10^{-15}\]

Извлекая четвертый корень из обеих сторон уравнения, получим:

\[x = (1 \times 10^{-15})^{1/4}\]

Подсчитав данное выражение, получим:

\[x \approx 0.562\) моль/л

Таким образом, молярная концентрация гидроксида железа (2) в насыщенном растворе при 25 °C составляет приблизительно \(0.562\) моль/л.