Question

计算CaF2在Ph=2.00,F-的总浓度为0.10mol.L-1的溶液中的溶解度

Ksp=2.7*10-11 HF：Pka=3.46

Answer 1

pH=2.00, F-的分布系数

=KaHF/{KaHF+ [H+]}

=10^-3.46 /{10^-3.46+ 10^-2.00}

=3.35*10^-2

F-的总浓度为0.10mol.L-1

则游离的F-的浓度: [F-]=0.10mol.L-1*3.35*10^-2=3.35*10^-3mol·L-1

游离的Ca2+的浓度=Ksp / [F-]^2

=2.7*10-11 /(3.35*10^-3)^2

=2.4*10^-6mol·L-1

即CaF2在Ph=2.00,F-的总浓度为0.10mol.L-1的溶液中的溶解度为2.4*10^-6mol·L-1

溶解度常用符号S表示。

溶解度的单位用g/100gH2O表示。例如20℃，在100g水里最多溶解36gNaCl，则氯化钠在20℃的溶解度是36g/100gH2O，可表示为S（NaCl）=36g/100gH2O。实际上溶解度是没有单位的相对比值，按法定计量单位，可用质量分数表示。例如在20℃，S（NaCl）=0.36。

溶解度也可以用饱和溶液的浓度表示。例如，氯化钾在20℃的溶解度是4.627mol/1000gH2O（此浓度为质量摩尔浓度），即表示20℃在1000g水中最多可溶解4.627mol的氯化钾。

以上内容参考：百度百科-溶解度

Answer 2

CaF2在水中电离成Ca2+和F-，由于1molCaF2（完全电离的）在水中离解出1mol Ca2+和 2mol F-，不妨设Ca2+的平衡浓度为x，则，电离出的F-的平衡浓度为[2X]，则Ksp=[Ca2+]x[F-]²=4x³=2.7x10-11, 解出x=3x10-4，则[F-]=6x10-4mol/L， 不妨设有ymolCaF2进入一升水中，则生成6x10-4ymol F-， F-参与新的平衡 H+ + F- = HF，pKa HF= 3.46, 则 Ka (HF)= 10x-3.46，在HF的电离式中，1mol H+对应1mol F-, 有pH = 2.00知，有0.01molHF发生电离，则剩余0.09mol F-完全由CaF2提供, 则在一升水中有0.045molCaF2电离， 其溶解度为0.045mol/L，溶解度为0.351g
但是我怀疑上面少条件，没有给平衡状态下的[HF]， 正常情况下应当将算出的由ymol提供的F-带入 Ka= [H+][F-]/[HF]带出，但是有两个未知数无法求出，只能刷来了。
我估计这个答案是错的......因为氟化钙难容，溶解度应当小于0.01g，但愿前面的思路能给你启发

Answer 3

pH=2.00, F-的分布系数
=KaHF/{KaHF+ [H+]}
=10^-3.46 /{10^-3.46+ 10^-2.00}
=3.35*10^-2
F-的总浓度为0.10mol.L-1
则游离的F-的浓度: [F-]=0.10mol.L-1*3.35*10^-2=3.35*10^-3mol·L-1
游离的Ca2+的浓度=Ksp / [F-]^2
=2.7*10-11 /(3.35*10^-3)^2
=2.4*10^-6mol·L-1
即CaF2在Ph=2.00,F-的总浓度为0.10mol.L-1的溶液中的溶解度为2.4*10^-6mol·L-1
希望对你有用

Answer 4

题目表述有点问题，溶液中F以游离F-和HF两种形式存在，要么说F-离子浓度（只有一种形式谈不上“总”），要么说F-和HF总浓度（即F元素总浓度）。因此题目应说成溶液中F（元素）的总浓度为0.10mol.L-1。

设平衡时F-浓度为x，则HF浓度为0.1-x，而HF=H+ + F-电离平衡常数为10^-3.46，则有
x^2*10^-2/(0.1-x)=10^-3.46，解得x=4.4*10^-2 mol/L。

溶液中Ca2+平衡浓度=Ksp/x^2=1.9*10^-8 mol/L。即溶解度为每升1.9*10^-8 mol，溶液较稀密度近似为1kg/L，容易求出每100g水中溶解溶质的质量表示的溶解度。

如有不明欢迎追问。