В насыщ. р-ре CaF2 ⇆ Ca2+ + 2F– (число ионов k=3)
ПР (CaF2) = [Ca2+]∙[F–]² = 4•10^-11
[F–] = 2[Ca2+], отсюда:
ПР (CaF2) = [Ca2+]∙2²∙[Ca2+]² = 4[Ca2+]³
Растворимость = конц-и ионов Ca2+ в насыщ. р-ре:
s (Ca2+) = [Ca2+] = ³√(ПР/4)= ³√10^-11 = 2,15∙10^-4 М
Для того, чтобы использовать осадок в гравиметрическом анализе, растворимость осадка должна быть s ≤ 10^-6М.
Для CaF2 растворимость слишком велика:
2,15∙10^-4 / 10^-6 = 215 - в 215 раз выше допустимого предела.
След., использовать осадок CaF2 для колич. анализа можно только при условии осаждения в избытке одного из ионов и промывания осадка не водой, а насыщ. раствором одного из ионов (для смещения равновесия в сторону образования осадка).
Кроме того, для осадков с k>2 очень важно, какой именно ион определяется осаждением, и какой ион будет в избытке при осаждении и промывании осадка.
Для образования осадка CaF2 необходимо, чтобы
в одном и том же месте одновременно находились 1 ион кальция и 2 иона фтора. Эта вероятность пропорциональна конц-и ионов, причем нахожение сразу 2-х ионов фтора в одном и том же месте намного менее вероятно, чем 1 иона кальия, поэтому конц-я фторид-ионов намного больше влияет на осаждение, чем ионов кальция.
Для количественного определения ионов осаждением CaF2 нужно понизить растворимость по крайней мере до предела растворимости, т.е. до 10^-6.
Для колич. определения ионов кальция необходимо снизить [Ca2+] в р-ре до 10^-6 М. Для этого возьмем раствор, содержащий в избытке ионы фтора, т.е. избыток какого-нибудь растворимого фторида, КF, например. Необх. избыт. конц-ю осадителя находят по ф-ле:
КF изб. = [F–] изб.= √(ПР/[Ca2+]) = √(4•10^-11/10^-6) = 6,3∙10^-3 М
Т.е. нужно совсем небольшое увеличение конц-и ионов фтора, чтобы резко снизить растворимость осадка и обеспечить достаточно точное определение ионов кальция.
Для колич. определения ионов фтора необходимо снизить [F–] в р-ре до 10^-6 М. Для этого возьмем раствор, содержащий в избытке ионы кальция, т.е. избыток какой-нибудь растворимой соли кальция, Са(NO3)2, например. Необх. избыт. конц-ю осадителя находят по ф-ле:
[Ca2+ изб.] = ПР/[F–]² = 4•10^-11/(10^-6)²= 40 M
Такой избыток (да и вообще такую конц-ю) ионов кальция создать невозможно, поэтому нельзя количественно определить ионы фтора осаждением CaF2 .