В растворе находятся нитрата свинца (Pb(NO3)2) и нитрата таллия (I) (TlNO3) с концентрацией каждого 0.065 М. Можно ли количественно (до C≤1×10-6 М) разделить свинец и таллий в виде сульфатов путём добавления раствора сульфата натрия? Подтвердить расчётами (привести уравнения реакции, концентрации сульфат-аниона начала осаждения и полного осаждения соответствующих солей). Ks(PbSO4)=1.7×10-8, Ks(Tl2SO4)=1.5×10-4.

Для того чтобы определить, можно ли количественно разделить свинец и таллий в виде сульфатов, необходимо определить, будут ли образовываться твердые осадки сульфата свинца и таллия при добавлении раствора сульфата натрия. Если образуются, то можно произвести количественное разделение.

Уравнения реакций:
Pb(NO3)2 + Na2SO4 → PbSO4↓ + 2NaNO3
TlNO3 + Na2SO4 → Tl2SO4↓ + 2NaNO3

Для определения концентрации сульфата, начиная с которой начинается осаждение, необходимо найти растворимость сульфата свинца и таллия. Растворимость в данном случае будет определяться по константе растворимости (Ks).

Ks(PbSO4) = [Pb2+][SO42-] = 1.7×10-8
Ks(Tl2SO4) = [Tl+][SO42-]2 = 1.5×10-4

Рассчитаем концентрацию сульфат-аниона для начала осаждения соответствующих солей.

Для PbSO4:
Ks = [Pb2+][SO42-]
[SO42-] = Ks /[Pb2+] = 1.7×10-8 / 0.065 = 2.6×10-7 М

Для Tl2SO4:
Ks = [Tl+][SO42-]2
[SO42-] = √(Ks /[Tl+]) = √(1.5×10-4 / 0.065) = 1.6×10-3 М

Таким образом, концентрация сульфат-аниона для начала осаждения PbSO4 составляет 2.6×10-7 М, а для Tl2SO4 - 1.6×10-3 М. Полученные значения показывают, что при добавлении раствора сульфата натрия произойдет осаждение сульфата свинца, но не сульфата таллия. Следовательно, количественно разделить свинец и таллий в виде сульфатов нельзя.