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無機化學(xué)第五章沉淀溶解平衡第五章沉淀溶解平衡第一節(jié)難溶電解質(zhì)的溶度積第二節(jié)沉淀的生成和溶解

物質(zhì)溶解度(g/100g水)易溶物>0.1微溶物0.01~0.1難溶物<0.01難溶的電解質(zhì)：難溶的，但溶解的部分是全部解離的，如AgCl,BaSO4,Mg(OH)2等第一節(jié)難溶電解質(zhì)的溶度積一、沉淀-溶解平衡沉淀溶解一定溫度，沉淀溶解平衡第一節(jié)難溶電解質(zhì)的溶度積Ksp=[Ba2+][SO42?]溶度積常數(shù)[BaSO4]可視為常數(shù)一定溫度，沉淀溶解平衡Ksp

的大小反映了難溶強電解質(zhì)溶解能力的大小，Ksp

越小，難溶強電解質(zhì)就越難溶于水。第一節(jié)難溶電解質(zhì)的溶度積二、溶度積常數(shù)

Ksp=[A2+]

?

[B?]2AB(s)A+(aq)+

B?(aq)AB型化合物：A2B或AB2型化合物：

第一節(jié)難溶電解質(zhì)的溶度積AB2(s)A2+(aq)+2B?(aq)

Ksp=[A+]

?

[B?]AmBn(s)mAn+(aq)+nBm?(aq)

Ksp=[An+]

m?

[Bm?]n

二、溶度積常數(shù)一般類型化合物：Ksp只與溫度有關(guān)，而與離子的濃度無關(guān)。

在一定溫度下，難溶電解質(zhì)達(dá)成沉淀與溶解平衡時，溶液中有關(guān)離子濃度冪的乘積為一常數(shù)（Ksp）三、溶度積與溶解度

Ksp=[A2+]

?

[B?]2=4s3

AB(s)A+(aq)+

B?(aq)AB型化合物：A2B或AB2型化合物：

相同類型的難溶電解質(zhì)，Ksp越小，s也越小。不同類型的難溶電解質(zhì)，Ksp大，s不一定大。必須通過計算才能得出正確的結(jié)論。SS溶度積常數(shù)與溶解度都可以表征沉淀的溶解能力。溶解度是指一定溫度下，飽和溶液中已溶解難溶物的濃度。S第一節(jié)難溶電解質(zhì)的溶度積AB2(s)A2+(aq)+2B?(aq)SS2S例25oC，AgCl的溶解度為1.91×10-3g·L-1，求同溫度下AgCl的溶度積。解：=(1.33×10-5)2=1.77×10-10（一）已知溶解度求溶度積三、溶度積與溶解度BaSO4溶解度為：Ag2CrO4溶解度為：解：

例

已知298K時，Ag2CrO4和BaSO4的溶度積分別為1.1×10?12和1.1×10?10，試求Ag2CrO4和BaSO4在水中的溶解度。從計算結(jié)果看出：雖然Ag2CrO4比BaSO4的溶度積小，但溶解度卻較大。

相同類型，Ksp,溶解能力.

不同類型,不能用Ksp判斷溶解能力的大小.

三、溶度積與溶解度（一）已知溶度積求溶解度四、溶度積規(guī)則

過飽和溶液，將有沉淀析出，直至形成飽和溶液。難溶電解質(zhì)，任意狀態(tài)，離子濃度冪的乘積。IP=(An+)

m?

(Bm?)n

飽和溶液，處于沉淀溶解平衡狀態(tài)。此時，既無沉淀析出又無沉淀溶解。不飽和溶液，如有固體將溶解，直至全部溶解或形成飽和溶液。利用溶度積規(guī)則可以判斷沉淀能否生成或溶解。（3）IP<Ksp（2）IP>Ksp（1）IP=Ksp離子積AmBn(s)mAa+(aq)+nBb?(aq)第一節(jié)難溶電解質(zhì)的溶度積一、沉淀的生成(一)加入過量沉淀劑離子積IP大于溶度積KspIP=(Ag+)(Cl￣)=2.5×10￣8

＞Ksp

所以有AgCl沉淀析出。例

將1.0×10￣3mol/LAgNO3和1.0×10￣4mol/L

NaCl等體積混合，能否析出AgCl沉淀？(AgCl的Ksp=1.8×10￣10)解：混合后第二節(jié)沉淀的生成和溶解IP>Ksp

例：計算298K時，使0.01mol/L的Fe3+開始沉淀和沉淀完全時溶液的pH。已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.64×10-39。設(shè)Fe3+沉淀完全時，[Fe3+]＝1.0×10-6mol/L，則Fe3+完全沉淀時所需要[OH-]為：[OH-]3＝Ksp[Fe(OH)3]/[Fe3+]＝2.64×10-39÷1.0×10-6[OH-]＝1.38×10-11mol/LpOH＝11－lg1.38＝10.86pH＝14－pOH＝14－10.3＝3.7(二)控制溶液的pH一、沉淀的生成(1)Fe3+開始沉淀時所需[OH-]為：[OH-]3＝Ksp[Fe(OH)3]/[Fe3+]＝2.64×10-39÷0.01mol/L[OH-]＝6.42×10-13mol/LpOH＝13－lg6.42＝12.19pH＝14－pOH＝14－12.19＝1.81解析：不同氫氧化物的Ksp不同，分子中所含OH-數(shù)目不同，沉淀所需的pH也不同，可通過控制溶液的pH達(dá)到分離金屬離子的目的。IP>Ksp

在難溶強電解質(zhì)溶液中加入與該電解質(zhì)具有相同離子的易溶強電解質(zhì)，使難溶電解質(zhì)的溶解度降低的現(xiàn)象，稱為同離子效應(yīng)。NaClNa++Cl￣向AgCl溶液中加入NaCl：（三）同離子效應(yīng)與鹽效應(yīng)

AgCl(s)

Ag+

+Cl￣一、沉淀的生成IP>Ksp解：若AgCl溶解度為s，則[Ag+]=s，[Cl?]=s+0.010≈0.010mol/L

例

計算298K時AgCl在0.010mol/LNaCl溶液中的溶解度，并與AgCl在純水中的溶解度相比較。AgCl(s)Ag+

(aq)+Cl?(aq)Ksp=[Ag+]?[Cl?]=s(0.010)1.77×10?10=s(0.010)解得s=1.77×10?8(mol/L)前已計算出AgCl在水中的溶解度1.33×10-5

mol/L，AgCl在0.010mol/LNaCl中的溶解度比在純水中的溶解度小。一、沉淀的生成（三）同離子效應(yīng)與鹽效應(yīng)例

在含有0.010mol/LCl?

和0.010mol/LI?

的溶液中，逐滴加入AgNO3，哪種離子先沉淀？能否用分步沉淀將二者分離？解：

AgI沉淀析出所需Ag+最低濃度：沉淀I￣所需[Ag+]較低，所以AgI沉淀先析出。二、分步沉淀第二節(jié)沉淀的生成和溶解

溶液中含有兩種或兩種以上的離子，都能與同一種試劑生成難溶電解質(zhì)沉淀，當(dāng)向溶液中加入這種沉淀劑時先后生成幾種沉淀的現(xiàn)象。沉淀類型相同,

小的先沉淀,大的后沉淀;沉淀類型不同,要通過計算確定。分步沉淀第二節(jié)沉淀的生成和溶解二、分步沉淀當(dāng)AgCl沉淀開始析出時，[Ag+]=1.77×10￣8mol/L當(dāng)AgCl開始沉淀時，溶液中[I￣]已經(jīng)沉淀完全（<1×10￣6mol/L）。此時利用分步沉淀原理，可使兩種離子分離?；瘜W(xué)上通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-6mol/L時，沉淀就達(dá)到完全。第二節(jié)沉淀的生成和溶解二、分步沉淀

三、沉淀的溶解

（一）生成弱電解質(zhì)HClCl￣+H+

Mg(OH)2

(s)

Mg2++2OH￣H2ONH4ClCl￣+NH4+

Mg(OH)2

(s)

Mg2++2OH￣NH3+H2O氫氧化物沉淀均能溶于酸，溶解度較大的還能溶于銨鹽。離子積IP小于溶度積Ksp第二節(jié)沉淀的生成和溶解IP<KspAgCl(s)

Cl-+Ag+（二）生成配合物+2NH3

[Ag(NH3)2]+三、沉淀的溶解

第二節(jié)沉淀的生成和溶解IP<Ksp（三）利用氧化還原反應(yīng)3CuS(s)

3Cu2++3S2-3S(s)+2NO(g)+4H2O

HNO3(aq)→8H++2NO3-+三、沉淀的溶解

第二節(jié)沉淀的生成和溶解IP<Ksp在含有某種沉淀的溶液中，加入適當(dāng)?shù)脑噭?，可以將其轉(zhuǎn)化為另一種沉淀，這種過程稱為沉淀的轉(zhuǎn)化。

四、沉淀的轉(zhuǎn)化CaSO4+CO32?CaCO3+SO42?沉淀的轉(zhuǎn)化一般是由溶解度大的向溶解度小的方向進(jìn)行。對于同類型的難溶電解質(zhì)間即由Ksp大的向Ksp小的方向轉(zhuǎn)化。Ksp相差越大，沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)越完全。鍋爐的鍋垢里含有CaSO4，用Na2CO3溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為易溶于酸的CaCO3，易于除垢。CaSO4(Ksp＝7.1×10-5)CaCO3(Ksp＝5.0×10-9)第二節(jié)沉淀的生成和溶解學(xué)習(xí)小結(jié)難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡AmBn型的溶度積常數(shù)表達(dá)式：

Ksp=[An+]m?[Bm-]n溶度積常數(shù)與溶解度的關(guān)系：

IP=Ksp，飽和溶液IP>Ksp，沉淀析出IP<Ksp，沉淀溶解溶度積規(guī)則：沉淀的生成與溶解分步沉淀沉淀的轉(zhuǎn)化溶度積規(guī)則的應(yīng)用1.已知在Ca3(PO4)2的飽和溶液中，[Ca2+]＝2.0×10-6mol/L，[PO43-]＝1.58×10-6mol/L，Ca3(PO4)2的Ksp為()A.2.0×10-29B.3.2×10-12C.6.3×10-18D.5.1×10-27答案:A2.已知Zn(OH)2的溶度積常數(shù)為1.2×10-17，則Zn(OH)2在水中的溶解度為()A.1.4×10-6B.2.3×10-6C.1.4×10-9D.2.3×10-9答案:A3.下列敘述中，正確的是()A.溶度積大的化合物溶解度肯定大B.向含有AgCl固體的溶液中加入適量的水使AgCl溶解又達(dá)到平衡時，AgCl的溶度積不變，其溶解度也不變C.將難溶電解質(zhì)放入純水中，溶解達(dá)平衡時，電解質(zhì)離子的濃度的乘積就是該物質(zhì)的溶度積D.AgCl水溶液的導(dǎo)電性很弱，所以AgCl為弱電解質(zhì)答案:B思考題4.AgCl和Ag2CrO4的溶度積分別為1.8×10-10

和2.0×10-12，若用難溶鹽在溶液中的濃度來表示其溶解度，則下面的敘述中正確的是()A.AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等B.AgCl的溶解度大于