无机化学课件-沉淀溶解平衡.ppt

1、第三第三章章 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡3.1 溶度积溶度积一、溶度积常数一、溶度积常数AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)溶 解沉 淀（未溶解的固体）（饱和溶液中的水合离子）上述平衡称为上述平衡称为沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 饱和溶液饱和溶液 K=Ag+Cl-AgCl即即KAgCl=Ag+Cl-Ksp=Ag+Cl-Ksp称为难溶电解质称为难溶电解质沉淀溶解平衡常数沉淀溶解平衡常数，又称，又称溶度积常数溶度积常数，简称简称溶度积溶度积。注意注意式中的浓度都是式中的浓度都是物质的量浓度（物质的量浓度（molL-1）对于对于AmBn(s)型电解质型电解质 Ksp=An

2、+m Bm-nKsp的定义：的定义：在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中各离子浓度幂在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中各离子浓度幂的乘积。的乘积。Ksp的意义：的意义：在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中各离子浓度幂的在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中各离子浓度幂的乘积为一常数乘积为一常数 。它的大小与物质的溶解度有关，反映了难溶。它的大小与物质的溶解度有关，反映了难溶电解质在水中的溶解能力。电解质在水中的溶解能力。二、溶度积和溶解度的关系二、溶度积和溶解度的关系【例【例3-1】AgCl在在298K时的溶解度时的溶解度(S)为为1.9110-3gL-1,求其溶度积。求其溶度积。解：解：Ag

3、Cl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)-已知已知AgCl的摩尔质量的摩尔质量M(AgCl)为为143.4g.mol-1，将，将AgCl的的溶解度换算成物质的量浓度为：溶解度换算成物质的量浓度为：S=1.9110-3/143.4=1.3310-5(molL-1)溶解的溶解的AgCl(s)可认为完全解离。可认为完全解离。Ag+=Cl-=S=1.3310-5 molL-1 Ksp(AgCl)=Ag+Cl-=S2=(1.3310-5)2=1.77 10-10【例【例3-2】Ag2CrO4在在298K时的溶解度（时的溶解度（S）为）为6.5410-5molL-1，计算其溶度积。，计算其溶度积。解：解：

4、Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)溶解的溶解的Ag2CrO4可认为完全解离。可认为完全解离。Ag+=2S=26.5410-5 molL-1 CrO42-=S=6.5410-5 molL-1Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(2S)2(S)=(26.5410-5)2(6.5410-5)=1.1210-12【例【例3-3】Mg(OH)2在在298K时的时的Ksp值为值为5.6110-12，求该温度时求该温度时Mg(OH)2的溶解度。的溶解度。解：解：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)结论结论 相同类型，相同类型，Ksp,S .不同类型，不能

5、用不同类型，不能用Ksp判断判断S 的大小的大小.设设 Mg(OH)2的溶解度为的溶解度为S molL-1溶解的溶解的Mg(OH)2可认为完全解离可认为完全解离在饱和溶液中在饱和溶液中 Mg2+=S，OH-=2SKsp(Mg(OH)2)=Mg2+OH-2 =S(2S)2=4S3=5.6110-12S=10-12/4=1.1210-4(mol L-1)5.61注意：注意：K Kspsp与与S S之间的换算是有条件的之间的换算是有条件的 1.适用于离子强度很小，浓度可以代替活度的溶液适用于离子强度很小，浓度可以代替活度的溶液。对于溶解。对于溶解度相对较大的电解质（如度相对较大的电解质（如CaSO4

6、、CaCrO4等），由于离子强度较等），由于离子强度较大，将会产生较大误差。大，将会产生较大误差。2.适用于难溶强电解质适用于难溶强电解质。对于象。对于象Hg2Cl2、Hg2I2等难溶弱电解等难溶弱电解质，溶液中还存在溶解了的分子与水合离子之间的解离平衡，用质，溶液中还存在溶解了的分子与水合离子之间的解离平衡，用上述方法换算也会产生较大误差。上述方法换算也会产生较大误差。3.适用于溶解后解离出的阳、阴离子在水溶液中不发生水解等适用于溶解后解离出的阳、阴离子在水溶液中不发生水解等副反应或副反应程度很小的物质副反应或副反应程度很小的物质。对于难溶的硫化物、碳酸盐、。对于难溶的硫化物、碳酸盐、磷酸盐

7、等，由于磷酸盐等，由于S2-、CO32-、PO43-的水解（阳离子的水解（阳离子Fe3+等也易水等也易水解），促使难溶电解质更多地溶解。因此，用上述方法换算也会解），促使难溶电解质更多地溶解。因此，用上述方法换算也会产生较大误差。产生较大误差。3.2 沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解平衡的移动一、溶度积规则一、溶度积规则c 任意浓度任意浓度 2溶度积规则溶度积规则 IP=Ksp 饱和溶液饱和溶液 平衡状态平衡状态 IP Ksp 过饱和溶液过饱和溶液 沉淀析出，至饱和为止沉淀析出，至饱和为止1离子积离子积 IPAmBn(s)溶度积规则的使用条件溶度积规则的使用条件 10-5 g ml-1 固体，才有浑

8、浊现象。固体，才有浑浊现象。溶液呈过饱和状态时，沉淀难于生成。溶液呈过饱和状态时，沉淀难于生成。避免沉淀剂过量避免沉淀剂过量 如：如：Hg2+2I-HgI2(桔红桔红)HgI2+2I-HgI42-(无色无色)避免副反应避免副反应 如：如：CO32-+H2O HCO3-+OH-S2-+H2O HS-+OH-二、同离子效应和盐效应二、同离子效应和盐效应 同离子效应同离子效应PbI2 饱和溶液饱和溶液 +KI(aq)黄黄 在难溶电解质溶液中加入含有在难溶电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质，将使难相同离子的强电解质，将使难溶电解质溶解度降低的现象。溶电解质溶解度降低的现象。概念：概念：解释：解释：

9、平衡移动原理平衡移动原理沉淀完全的标准沉淀完全的标准被沉淀离子被沉淀离子残留残留浓度浓度 10-6 mol L-12.盐效应盐效应在难溶电解质溶液中加入不含相同离子的强电解质，在难溶电解质溶液中加入不含相同离子的强电解质，将使难溶电解质的溶解度略有增大的现象。将使难溶电解质的溶解度略有增大的现象。解释：解释：用活度的概念用活度的概念 概念：概念：3.3 沉淀的生成沉淀的生成条件：条件：IP Ksp【例【例3-5】在在20ml 0.0020molL-1Na2SO4溶液中加入溶液中加入 20 ml 0.020molL-1 BaCl2溶液，有无溶液，有无BaSO4沉淀生沉淀生成？并判断成？并判断 S

10、O42-离子是否沉淀完全？离子是否沉淀完全？已知已知BaSO4的的Ksp=1.0710-10.解解:（1）)Lmol(0010.040200020.01SO24c)Lmol(010.04020020.01Ba2csp5SOBa100.10010.0010.0242KccIP 有有BaSOBaSO4 4沉淀生成沉淀生成即即 1.0710-10 0.0090 x x =SO42-1.210-8 mol L-1 设平衡时设平衡时 SO42-=x molL-1沉淀完全是指离子残留量沉淀完全是指离子残留量 10-6 mol L-1故加入故加入BaClBaCl2 2 可使可使SOSO4 42-2-沉淀完全

11、沉淀完全Ksp=Ba2+SO42-=(0.0090+x)x起始浓度起始浓度/molL-1 0.0100.0010 0平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.0100.0010+x xBaSO4(s)Ba 2+SO42-0.0090+x 0.0090 x 很小很小【例【例3-6】计算计算298K时使时使0.010molL-1Fe3+开始沉淀和开始沉淀和沉淀完全时溶液的沉淀完全时溶液的pH值。已知值。已知Fe(OH)3的的Ksp=2.6410-39。解：解：Fe(OH)3(s)Fe3+3OH-开始沉淀开始沉淀)Lmol(1042.601.01064.2OH113339 Fe3+OH-KsppOH=13

12、lg 6.42=12.19 pH=1.81 沉淀完全沉淀完全)Lmol(1042.61011064.2OH1123539Fe3+10-5 molL-1 pH=14(12lg6.42)=2.81 用一种沉淀剂，使溶液中的用一种沉淀剂，使溶液中的 几种离子先后沉淀出来的方法。几种离子先后沉淀出来的方法。例例 溶液中溶液中Cl-、I I-的浓度都为的浓度都为0.0100mol L-1,若若逐滴逐滴加入加入AgNO3溶液，试计算溶液，试计算：（1）哪一种离子先产生沉淀？哪一种离子先产生沉淀？（2）第二种离子开始沉淀时，溶液中残留的第一第二种离子开始沉淀时，溶液中残留的第一 种离子的浓度是多少？种离子的

13、浓度是多少？17AgIsp,10AgClsp,1051.8,108.1KK已知3.4 分步沉淀分步沉淀解解：(1)(1)开始沉淀开始沉淀 故故 AgI 已沉淀完全已沉淀完全(I-10-6molL-1 )Lmol(108.41077.11051.8AgI 19817spK)Lmol(1077.10010.0108.1ClAg1710spAgClK 先产生先产生AgIAgI 沉淀沉淀 Ksp=Ag+Cl-)Lmol(1051.80010.01051.8I Ag11517spAgIK3.5 沉淀的转化沉淀的转化在含有某一沉淀的溶液中，加入适当的试剂，在含有某一沉淀的溶液中，加入适当的试剂，使之转化为

14、另一种沉淀的过程，称为沉淀的使之转化为另一种沉淀的过程，称为沉淀的转化。转化。沉淀转化的一般规律沉淀转化的一般规律 对于对于相同类型相同类型的难溶物，沉淀的转化方向是由的难溶物，沉淀的转化方向是由Ksp大的转化为大的转化为Ksp小的小的，Ksp相差越大，转化反应越相差越大，转化反应越完全。对于完全。对于不同类型不同类型的难溶物，沉淀转化的方向是的难溶物，沉淀转化的方向是由由溶解度大的转化为溶解度小的溶解度大的转化为溶解度小的。【例例3-10】如果在如果在1升升Na2CO3溶液中转化溶液中转化0.010 molL-1CaSO4，问，问Na2CO3的最初浓度应为多少？的最初浓度应为多少？解：解：C

15、aSO4(s)+CO32-CaCO3(s)+SO42-SO42-CO32-K=1.4104SO42-=0.01(molL-1)平衡时平衡时 CO32-=SO42-/K=0.010/1.4104 =7.410-7(molL-1)又转化转化1mol CaSO4需要需要1mol Na2CO3 Na2CO3的最初浓度应为：的最初浓度应为：0.01+7.410-70.01(molL-1)3.6 沉淀的溶解沉淀的溶解条件：条件：IP Ksp1生成弱电解质生成弱电解质 发生氧化还原反应发生氧化还原反应3CuS+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O 生成配离子生成配离子AgCl+2NH3=Ag(NH3)2+Cl-IP Ksp 溶解溶解Ag+S2-IP Ksp 溶解溶解