Całkowita objętość roztworu po zmieszaniu roztworów chlorku baru i węglanu sodu wynosi:

$V=25\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3+35\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

$V=60\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

$V=0,06\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

Wyznaczamy liczbę moli chlorku baru w 25 cm³ jego roztworu o stężeniu 0,005 mol/dm³:

$\begin{array}{ccc}0,005\mathrm{mol}& -& 1000\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\\ x& -& 25\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\end{array}$

$x=\frac{0,005\mathrm{mol}\cdot 25\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}{1000\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}$

$x=1,25\cdot 10^{-4}\mathrm{mol}$

Zgodnie z równaniem dysocjacji BaCl₂:

$\mathrm{BaCl}{}_2\stackrel{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}{\to }\mathrm{Ba}{}^{2+}+2\mathrm{Cl}{}^{-}$

określamy, że liczba moli kationów baru jest równa ilości moli chlorku baru jaka została początkowo umieszczona w tym roztworze:

$n_{\mathrm{Ba}{}^{2+}}=1,25\cdot 10^{-4}\mathrm{mol}$

Wyznaczamy stężenie molowe kationów Ba²⁺:

$c_m=\frac{n}{V}$

gdzie:

c_m - stężenie molowe,

n - liczba moli,

V - objętość roztworu (w dm³).

$[\mathrm{Ba}{}^{2+}]=\frac{1,25\cdot 10^{-4}\mathrm{mol}}{0,06\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$[\mathrm{Ba}{}^{2+}]=2,083\cdot 10^{-3}\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

W analogiczny sposób wyznaczamy stężenie molowe anionów węglanowych w powstałym roztworze:

 $\begin{array}{ccc}0,003\mathrm{mol}& -& 1000\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\\ y& -& 35\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\end{array}$

$y=\frac{0,003\mathrm{mol}\cdot 35\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}{1000\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}$

$y=1,05\cdot 10^{-4}\mathrm{mol}$

$\mathrm{Na}{}_2\mathrm{CO}{}_3\stackrel{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}{\to }2\mathrm{Na}{}^{+}+\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}$

$n_{\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}}=1,05\cdot 10^{-4}\mathrm{mol}$

$\left[\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}\right]=\frac{n}{V}$

$\left[\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}\right]=\frac{1,05\cdot 10^{-4}\mathrm{mol}}{0,06\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}}$

$\left[\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}\right]=1,75\cdot 10^{-3}\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Na podstawie równania reakcji strącania węglanu baru:

$\mathrm{Ba}{}^{2+}+\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}\to \mathrm{BaCO}{}_3\downarrow$

Określamy, że wyrażenie na iloczyn jonowy (I_j) dla tej reakcji przyjmuje postać:

${\mathrm{I}}_j=\left[\mathrm{Ba}{}^{2+}\right]\cdot \left[\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}\right]$

Obliczamy jego wartość:

${\mathrm{I}}_j=2,083\cdot 10^{-3}\cdot 1,75\cdot 10^{-3}$

${\mathrm{I}}_j\approx 3,65\cdot 10^{-6}$

Wiedząc, że iloczyn rozpuszczalności węglanu baru wynosi:

${\mathrm{K}}_s=1\cdot 10^{-9}$

zauważamy, że 

$3,65\cdot 10^{-6}>1\cdot 10^{-9}$

czyli:

${\mathrm{I}}_j>{\mathrm{K}}_s$

Osad wytrąca się z roztworu w momencie, w którym iloczyn jonowy jest większy od iloczynu rozpuszczalności.

 

Odpowiedź: Osad wytrąci się.