基础化学课件第七章沉淀溶解平衡解读.ppt

1、本章作业：本章作业：P180:1(2),2(2),4(1),5(1),6,14,18,26.)(aqSO(aq)Ba (s)BaSO2424)(SO)(Ba)BaSO(2424spccKspK)(B)(A)B(AnmmnmnspccK 溶度积常数,简称溶度积7.1.2 溶度积溶度积溶解沉淀AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)溶解度：溶解度：S(molL-1）1Lmol/icnSmS(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn3sp32sp22spmnsp4 2 ABBA AB)m()n(KSSKKSSSK型或型12sp24sp312351342sp(Ag CrO)1.1 10 41

2、.1 10 4 6.510mol LCa(PO)KKSSK例：思考题：求的 与间的关系sp5 108KS(1)相同类型 大的 S 也大 减小 S 减小(2)不同类型要计算spKAgClAgBrAgI结论：spK如果考虑溶液中的如果考虑溶液中的离子强度离子强度，即考虑离子之间，即考虑离子之间的相互作用，此时溶液中离子的浓度应该用的相互作用，此时溶液中离子的浓度应该用活度活度表示：表示：+-MAapaaK活度积常数活度积常数+-+-MMMMAAAAMA/apspaccaccKK7.2.1 溶度积规则溶度积规则(aq)n(aq)m(s)AMmnnm AM任意状态下：任意状态下：JKRTlnRTlnJ

3、GGspmrrnmmnc)c(Ac)c(MJ浓度积浓度积(离子积离子积)溶度积规则：溶度积规则：J 过饱和溶液，沉淀析出过饱和溶液，沉淀析出spK例：例：(1)加酸加酸(2)加加 或或 或或 促使促使 BaCO3的生成。的生成。2233BaCO(s)Ba(aq)CO(aq)2223COOHCO2H利于利于 BaCO3 的溶解。的溶解。2Ba23CO)(Ba2cc(CO32-),J ,J Ksp,例例 若上述习题中改为若上述习题中改为Cl-,CrO42-,PO43-,产生沉淀的次序如何产生沉淀的次序如何?为为 6.010-4 。若在。若在 40.0L该溶液中，该溶液中，加入加入 0.010 Ba

4、Cl2溶液溶液 10.0L，问是否能生问是否能生成成BaSO4 沉淀？如果有沉淀生成，问能生成沉淀？如果有沉淀生成，问能生成 BaSO4多少克？最后溶液中多少克？最后溶液中 是多少？是多少？)(SO24c1Lmol)SO(24c例：例：25时，晴纶纤维生产的某种溶液中，时，晴纶纤维生产的某种溶液中，1Lmol BaSO 101.1106.9 100.2108.4 )Ba()SO(Lmol100.20.500.10010.0)Ba(Lmol108.40.500.40100.6)SO(4sp10sp7342o24o132o14424o沉淀析出。，所以有KJKccJcc(aq)SO (aq)Ba (

5、s)BaSO2424 3100.24108.4)L/(mol1Bc反应前43108.4100.2x31052.1103101.1)1052.1(xx5.6g2330.50108.4 2330.50)108.4()(BaSOLmol103.7)SO(103.71052.11052.1 4441824833xmcxxx很小，1 lmol0 x)L/(mol1Bc反应后)L/(mol 1Bc衡平x.x cc0100 2 )L/(mol 0.010 0 )L/(mol(aq)CrO(aq)2Ag (s)CrOAg 1B1B2442平衡初始1516241612sp2Lmol106.5 Lmol102.5

6、 CrOLmol010.0102.5 010.0010.0 101.1)010.0()2(SSxxxKxx纯水中中很小例例 把足量的把足量的AgCl放入放入1dm3 1.0 mol dm-3的盐酸的盐酸 溶液中溶解度是多少溶液中溶解度是多少解：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡时 S S 1 1101078.1 SKspAgCl在KNO3溶液中的溶解度(25)盐效应盐效应：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。)L(mol/10 溶解度AgCl)L/(mol )KNO(1513

7、c 0.00 0.00100 0.00500 0.0100 1.278 1.325 1.385 1.4277.2.3 沉淀的溶解沉淀的溶解1.条件溶度积：条件溶度积：MA(s)M(aq)+A(aq)OHLM(OH)MLM(OH)2ML2HA主反应主反应副反应副反应H2AH副反应系数副反应系数()AAMMAM式中：式中：M、A分别为溶液中金分别为溶液中金属离子和酸根离子的总浓度属离子和酸根离子的总浓度M=M+ML+ML2+M(OH)+M(OH)2+A=A+HA+H2A+AMspAMspKAMMAKKsp条件溶度积条件溶度积在给定介质条件下，难溶电解质溶于该在给定介质条件下，难溶电解质溶于该介质中

8、达饱和时，各种存在形式的构晶介质中达饱和时，各种存在形式的构晶离子总浓度的乘积离子总浓度的乘积AMAMapAMspspKKAMKapspspKKK酸效应对难溶化合物的溶解度有较大的影响。酸效应对难溶化合物的溶解度有较大的影响。用酸效应系数表示其影响大小。用酸效应系数表示其影响大小。2酸效应酸效应溶液的溶液的pH值对沉淀溶解度的影响值对沉淀溶解度的影响MA(s)M(aq)+A(aq)M(OH)M(OH)2HAH2AOHH酸效应系数：酸效应系数：2-2-12M(OH)OHOH1MM(OH)M(OH)MMM式中式中 i 称为金属氢氧化物的累积形成常数称为金属氢氧化物的累积形成常数nb,1K1 1-n

9、b,nb,2KK12-nb,1-nb,nb,3KKK1b,12-nb,1-nb,nb,nKKKK12212A(H)HH1AAHHAAAA式中式中 i 称为多元酸的累积形成常数称为多元酸的累积形成常数na,1K1 1-na,na,2KK12-na,1-na,na,3KKK1a,12-na,1-na,na,nKKKK12A(H)M(OH)spsMAAMKA(H)M(OH)spKs若对若对MA2型难溶化合物：型难溶化合物：3124A(H)M(OH)spKs例：计算例：计算CaC2O4在下列情况下的溶解度：在下列情况下的溶解度：(1)在纯水中；在纯水中；(2)在在pH=1.00的的HCl溶液中；溶液中

10、；(3)在在pH=4.00、c(H2C2O4)=0.10 moldm-3 的溶液中。的溶液中。已知已知 H2C2O4的的8.6042sp10)O(CaCK4.00pK,1.10pKa2a1解：解：(1)在纯水中：在纯水中：3534.30spdmmol105.0dmmol10Ks(2)在在pH=1.00的的HCl溶液中：溶液中：5.104.001.10a2a124.00a211010KK110K13.352.005.101.004.00221(H)OC1010101HH1242333.358.60(H)OCspspdmmol102.410KKs242(3)在在pH=4.00、c(H2C2O4)=

11、0.10 moldm-3 的溶液中的溶液中：0.308.005.104.004.00221(H)OC1010101HH12422222424248.60 0.30spC O(H)sp83C OC OK K 10s5.0 10 mol dmcc0.10242CdS(s)4HCl()CdClH S2H浓33 2AgCl(s)2NH Ag(NH)Cl2323232AgBr(s)2S OAg(S O)Br2AgI(s)IAgI 7.2.4 沉淀的配位溶解沉淀的配位溶解配合效应：溶液中存在能与金属离子生成可溶配合效应：溶液中存在能与金属离子生成可溶性配合物的配合剂时，则难溶化合物的溶解度性配合物的配合剂

12、时，则难溶化合物的溶解度增大，甚至完全溶解。增大，甚至完全溶解。配合剂的浓度越大，生成的配合物越稳定，则配合剂的浓度越大，生成的配合物越稳定，则沉淀的溶解度就越大。沉淀的溶解度就越大。11K1KCu(NH3)42+Cu(NH3)32+NH3 Cu(NH3)32+Cu(NH3)22+NH3 Cu(NH3)22+Cu(NH3)2+NH3 Cu(NH3)2+Cu2+NH3 44K1KCu(NH3)32+NH3 Cu(NH3)42+33K1KCu(NH3)22+NH3 Cu(NH3)32+22K1K Cu(NH3)2+NH3 Cu(NH3)22+Cu2+NH3 Cu(NH3)2+1K2K3K4KCu2

13、+NH3 Cu(NH3)2+4321KKKK4标准积累标准积累稳定常数稳定常数标准逐级标准逐级稳定常数稳定常数11K212KK3213KKK41标准积累标准积累解离常数解离常数Cu2+2NH3 Cu(NH3)22+Cu2+3NH3 Cu(NH3)32+Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+Cu(NH3)42+Cu2+4NH3 MA(s)M(aq)+A(aq)MLML2LA=A=s M=M M(L)=s M(L)=1+1L+2L2+2M(L)spM(L)spsKMAAMK M(L)spKs同样对于难溶化合物同样对于难溶化合物M2A的溶解度的溶解度:2M(L)34spKs例：分别计算例：分别计算A

14、gI和和AgCl在在0.10moldm-3 的的NH3H2O溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。解：解：(1)溶液的平衡关系可表示成：溶液的平衡关系可表示成：AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)Ag(NH3)+NH3NH3Ag(NH3)2+5.402.007.401.003.4023231)Ag(NH1010101NHNH13365.4016.03)Ag(NHspspdmmol104.3710K(AgI)Ks3335.409)Ag(NHspspdmmol106.6110K(AgCl)Ks375.例：分别计算例：分别计算PbC2O4在在pH=4.0、c(C2O42-)=0.2 moldm-3、c

15、(EDTA)=0.01 moldm-3 的溶液中的溶解度。的溶液中的溶解度。解：此溶液存在如下平衡：解：此溶液存在如下平衡：PbC2O4(s)Pb2+(aq)+C2O42-(aq)YHHC2O4-HH2C2O4HPbYHY查表得查表得 pH=4.0时时 Y(H)=108.6310.68.62.0Y(H)dmmol101010YY7.418.010.6PbYPb(Y)10101KY10.38.05.14.04.0221(H)OC1010101HH12422222424249.7 0.3 7.4spPb(Y)C O(H)sp3C OC OK K 10s0.05mol dmcc0.2影响沉淀溶解的其

16、它因素影响沉淀溶解的其它因素:1.温度的影响温度的影响2.溶剂的影响溶剂的影响3.沉淀颗粒大小的影响沉淀颗粒大小的影响ClLmol100.1ILmol100.11313313AgNO Lmol100.1 逐滴加入后析出先析出 AgCl(s)AgI(s)1L溶液溶液实验：实验：Cl2)Ag(c)(Cl(AgCl)spcK310101108.17108.1I1)Ag(c)(I(AgI)spcK317101103.8114Lmol103.81LmolI1)Ag(cCl2)Ag(c开始沉淀时AgCl)I(c)(Ag(AgI)2spcK717108.1103.8-16-110Lmol10Lmol106.

17、4spKspKspK例 向0.1 moldm-3 的ZnCl2溶液中通H2S气体至饱和时，溶液中刚有ZnS沉淀生成，求此时溶液的H+=?解:ZnS Zn2+S2-3212222dmmol100.21.0100.2ZnSspK21SHSH222aaKK2115722100.21.0101.7103.1SSHH21aaKKSZn22spKH2S 2H+S2-=0.21 moldm-3例：如果溶液中例：如果溶液中Fe3+和和Mg2+的浓度均为的浓度均为0.10 mol dm-3,使使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀的条件是什么不沉淀的条件是什么?解解:Fe(OH)3 Fe3+3OH-K

18、sp=Fe3+OH-3=4.0 10-39 Fe3+沉淀完全时的沉淀完全时的OH-为为:111363933Lmol105.1101100.4FeOHspKpOH=10.8,pH=3.2Mg开始沉淀的开始沉淀的pH值为值为:152111212Lmol103.1)1.0108.1()Mg(OHspKpOH=4.9,pH=9.1因此因此,只要控制只要控制pH值在值在3.2 9.1之间即可使之间即可使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀。不沉淀。例：在某混合溶液中例：在某混合溶液中Zn2+、Mn2+的浓度的浓度 均为均为0.10 moldm-3 ，若通入若通入H2S气体气体 至饱和，哪种离子

19、先沉淀至饱和，哪种离子先沉淀？溶液？溶液pH 应控制在什么范围内可以使这两种离应控制在什么范围内可以使这两种离 子完全分离？子完全分离？1427121523100.1101.1104.1)(102.1)(aaspspKKSHMnSKZnSK的解：分别计算沉淀出解：分别计算沉淀出ZnS(s)和和MnS(s)所需所需 的最低的最低 S2 浓度及溶液的浓度及溶液的pH值值3222322102.110.0102.1)()()(2dmmolZncZnSKScspZn3141522104.110.0104.1)()()(2dmmolMncMnSKScspMn018.096.0102.110.0100.11

20、01.1)()()(322147222,1,pHdmmolScSHcKKHcaa05.41086.8104.110.0100.1101.1)()()(3514147222,1,pHdmmolScSHcKKHcaa先析出ZnSScScMnZn22)()(22当当Zn2+沉淀完全时：沉淀完全时：c(Zn2+)10-6 moldm331762322102.110102.1)()()(2dmmolZncZnSKScspZn52.21003.3102.110.0100.1101.1)()()(3317147222,1,pHdmmolScSHcKKHcaa溶液溶液pH应控制在应控制在2.52 4.05 范

21、围内可以使范围内可以使这两种离子完全分离这两种离子完全分离 借助于某一试剂，使一种沉借助于某一试剂，使一种沉 淀转化淀转化 成另一种沉淀的过程成另一种沉淀的过程可根据沉淀转化平衡常数可根据沉淀转化平衡常数的大小来判断转化的可能性的大小来判断转化的可能性224334CaSO(s)CO CaCO(s)SO)(Ca)(CO)(Ca)(SO223224ccccK)(CaCO)(CaSO3sp4spKK96108.2101.93103.3例：例：在在 1 dm3 Na2CO3 溶液中使溶液中使0.010mol dm-3 的的CaSO4全部转化为全部转化为CaCO3，求求Na2CO3 的最初浓度为多少？的最初浓度为多少？3103.3010.0Kx6100.3x3630010.0010.0100.3)NaCO(dmmolc解：解：243234SO(s)CaCO CO(s)CaSO平衡时平衡时cB/mol dm-3 x 0.010spKspKspKspKspK