Obliczamy objętość roztworu końcowego, powstałego w wyniku zmieszania dwóch roztworów opisanych w treści zadania:

$V=50\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3+70\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

$V=120\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

$V=0,12\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

Wyznaczamy liczbę moli FeCl₂ w 70 cm³ jego roztworu o stężeniu 8⋅10^-5 mol/dm³:

$\begin{array}{ccc}8\cdot 10^{-5}\mathrm{mol}& -& 1000\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\\ x& -& 70\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\end{array}$

$x=\frac{8\cdot 10^{-5}\mathrm{mol}\cdot 70\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}{1000\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}$

$x=5,6\cdot 10^{-6}\mathrm{mol}\left(\mathrm{FeCl}{}_2\right)$

Na podstawie równania dysocjacji tej soli:

$\mathrm{FeCl}{}_2\stackrel{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}{\to }\mathrm{Fe}{}^{2+}+2\mathrm{Cl}{}^{-}$

Stwierdzamy, że liczba moli kationów żelaza(II) jest równa:

$n_{\mathrm{Fe}{}^{2+}}=5,6\cdot 10^{-6}\mathrm{mol}$

Obliczamy ich stężenie molowe w roztworze końcowym:

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

gdzie:

c_m - stężenie molowe,

n - liczba moli,

V - objętość roztworu (w dm³).

$\left[\mathrm{Fe}{}^{2+}\right]=\frac{5,6\cdot 10^{-6}\mathrm{mol}}{0,12\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\left[\mathrm{Fe}{}^{2+}\right]=4,67\cdot 10^{-5}\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Analogicznie wyznaczamy stężenie molowe anionów węglanowych:

$\begin{array}{ccc}5\cdot 10^{-5}\mathrm{mol}& -& 1000\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\\ y& -& 50\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3\end{array}$

$y=\frac{5\cdot 10^{-5}\mathrm{mol}\cdot 50\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}{1000\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}$

$y=2,5\cdot 10^{-6}\mathrm{mol}\left(\mathrm{K}{}_2\mathrm{CO}{}_3\right)$

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

 $n_{\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}}=2,5\cdot 10^{-6}\mathrm{mol}$

 $c_m=\frac{n}{V}\Rightarrow [\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}]=\frac{2,5\cdot 10^{-6}\mathrm{mol}}{0,12\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$[\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}]=2,08\cdot 10^{-5}\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Zgodnie z równaniem reakcji strącania:

$\mathrm{Fe}{}^{2+}+\mathrm{CO}{}_3{}^{2-}\to \mathrm{FeCO}{}_3\downarrow$

Wyrażenie na iloczyn jonowy (I_j) FeCO₃ przyjmuje postać: 

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

Wyznaczamy jego wartość:

${\mathrm{I}}_j=4,67\cdot 10^{-5}\cdot 2,08\cdot 10^{-5}$

${\mathrm{I}}_j=9,71\cdot 10^{-10}$

Wiedząc, że iloczyn rozpuszczalności (K_s) węglanu żelaza(II) wynosi:

${\mathrm{K}}_s=3,1\cdot 10^{-11}$

zauważamy, że:

$9,71\cdot 10^{-10}>3,1\cdot 10^{-11}$

co oznacza, że

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

Osad wytrąca się z roztworu w którym wartość iloczynu jonowego danej soli przewyższa wartość jego iloczynu rozpuszczalności.

 

Odpowiedź: Osad wytrąci się z roztworu.