3.4. Растворимость гидроксидов металлов

По непонятным причинам формируется представление, что растворимость соли в ряду соединений разной стехиометрии тем меньше, чем меньше её ПР. Ошибочность такого вывода в отношении солей разной стехиометрии видна из самой связи растворимости с ПР. Но и в ряду однотипных соединений ПР определяет только последовательность выделения в осадок с увеличением концентрации аниона, но ничего не говорит о минимальной или собственной растворимости соли.

Сравнение растворимости с ПР очень удобно проводить на примере гидроксидов металлов. Мы показали, что в минимуме растворимости большинства гидроксидов доля нейтральных молекул в растворе близка к единице или практически равна ей, т.е.

.

Это уравнение дает возможность как проанализировать имеющиеся экспериментальные данные по минимальной растворимости гидроксидов, так и провести соответствующие расчеты, исмпользуя справочные данные о bm и ПР.

Результаты экспериментальных определений растворимости гидроксидов металлов приводят к неожиданному и очень интересному выводу, что минимальная растворимость всех рассмотренных гидроксидов, кроме гидроксида ртути (П), лежит в интервале:

,

причем данные разных авторов для одного и того же элемента находятся в тех же самых пределах. Вполне возможно, что реальный интервал еще уже, поскольку наибольшие значения растворимости (например, для ниобия(V) и тантала(V)) получены при отделении твердой фазы центрифугированием, не гарантирующим полное отделение коллоидов, а наименьшие (например, для хрома(III)) – при фильтровании раствора без убедительных доказательств отсутствия адсорбционного захвата фильтром.

Есть все основания считать, что подобная компенсационная связь между bm и ПР, ведущая к сужению границ собственной растворимости в рамках одного класса соединений, присуща и другим солям, в частности сульфидам, растворимость которых в воде на много порядков больше расчетных значений.

Значения Smin, вычисленные по ПР и bm, в большинстве случаев не отражают реальной картины растворимости гидроксидов, а для ряда элементов (титан(IV), цирконий(IV), гафний(IV)) вообще выходят за рамки разумного. Для гидроксида титана(IV), например, расчет дает Smin=3*107 моль/л (!).  Это говорит о том, что к справочным данным надо относиться критически, и, прежде чем приступить к соответствующим вычислениям, необходимо убедиться в их достоверности, сравнив данные различных источников.

Приведем корреляционную зависимость:

,

которая позволяет провести переоценку некоторых справочных значений (ПР или bm), если одна из сопряженных величин достоверно известна.

По последним данным, например, константа образования гидроксокомплекса Hf(OH)4 равна 1,5*1052. Соответствующее ей по корреляционной зависимости ПР = 1,5*10-58. Литературное же значение ПР = 3*10-54 получено без учета образования гидроксокомплексов в растворе. Если внести в него поправку на закомплексованность, мы придем к результату, очень близкому к найденному по корреляционной зависимости.