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第11章沉淀反應(yīng)11-1沉淀溶解反應(yīng)11-2溶度積規(guī)則及應(yīng)用第11章沉淀反應(yīng)111-1-1溶解平衡和溶度積1、溶解平衡在溶液中有下列平衡:AgCl(s)?Ag++Cl-
AgCl不斷地溶解到水中,溶液中離子不斷沉積到固體上,一定時(shí)間后達(dá)到平衡。11-1沉淀溶解反應(yīng)11-1-1溶解平衡和溶度積11-1沉淀溶解反應(yīng)22、溶度積
當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),其平衡常數(shù)為:
即:Kosp=[Ag+][Cl-]上式中的Kosp即為溶度積常數(shù),簡(jiǎn)稱溶度積。SolubilityProductAmBn(s)?mAn++nBm-2、溶度積即:Kosp=[311-1-2溶度積和溶解度之間的相互換算溶解度(s):溶解物質(zhì)克數(shù)/100克水(溶劑)溶度積(Ksp)(涉及離子濃度):溶解物質(zhì)“物質(zhì)的量”/1L溶液對(duì)于難溶物質(zhì),離子濃度很稀,可作近似處理:(xg/100gH2O)×10/M~mol·L-111-1-2溶度積和溶解度之間的相互換算4例1:已知室溫下,Mg(OH)2的溶解度為6.53×10-3g·L-1。試求它的溶度積。解:查知Mg(OH)2的摩爾質(zhì)量是58.3g·mol-1答:Mg(OH)2的溶度積為5.62×10-12。Mg(OH)2?Mg2++2OH-平衡濃度/mol·L-1S2S例1:已知室溫下,Mg(OH)2的溶解度為6.53×10-5例2:已知298K,PbI2的Ksp=7.110-9,求PbI2在水中的溶解度?PbI2=
Pb2++2I-平衡濃度/mol·L-1:S
2S例2:已知298K,PbI2的Ksp=7.110-9,6無(wú)機(jī)化學(xué)-第11章沉淀反應(yīng)課件711-2-1溶度積規(guī)則
一、溶度積規(guī)則當(dāng)溶液中有:AB(s)?A++B-
平衡時(shí)有:[A+][B-]=Ksp
假如此時(shí)向溶液中加入一些A+或B-,則溶液中有[A+][B-]Ksp
此時(shí)就可以看到溶液中有沉淀生成。11-2溶度積規(guī)則及應(yīng)用11-2-1溶度積規(guī)則11-2溶度積規(guī)則及應(yīng)用8
假如設(shè)法減小A+或B-的濃度,則平衡就向右移動(dòng),固體又不斷溶解下去。綜合起來(lái)就是:
[A+][B-]=QKsp
固體溶解[A+][B-]=Q=Ksp溶解平衡[A+][B-]=QKsp生成沉淀這就是溶度積規(guī)則。假如設(shè)法減小A+或B-的濃度,則平衡就向右9任意多相離子平衡:AmBn(S)=mAn++nBm-當(dāng):
(CAn+)m(CBm-)n=QKsp沉淀溶解
(CAn+)m(CBm-)n=Q=Ksp溶解平衡
(CAn+)m(CBm-)n=QKap沉淀生成任意多相離子平衡:10使用溶度積規(guī)則應(yīng)注意的地方:(1)利用溶度積規(guī)則可以根據(jù)離子濃度來(lái)判斷溶液中的沉淀是生成還是溶解。(2)溶度積規(guī)則只適用于離子強(qiáng)度較小的情況,溶液中離子強(qiáng)度大了就要做修正。使用溶度積規(guī)則應(yīng)注意的地方:11二、溶度積和活度積前面已學(xué)過(guò)在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中濃度和活度的關(guān)系為:a=fC當(dāng)溶液中的離子強(qiáng)度增大時(shí),會(huì)引起活度系數(shù)f的減小,而溶液中真正影響溶解平衡的是活度積Kap。
二、溶度積和活度積12三、任意多相離子平衡:AmBn(S)=mAn++nBm-當(dāng):
(aAn+)m(aBm-)n
Kap沉淀溶解
(aAn+)m(aBm-)n=Kap溶解平衡
(aAn+)m(aBm-)n
Kap沉淀生成
只有當(dāng)離子強(qiáng)度很小時(shí),才有:KapKsp
所以就有了前面的溶度積規(guī)則。三、任意多相離子平衡:13判斷[Mg2+][OH-]2是否大于Ksp11-2-2沉淀的生成和溶解一、沉淀的生成產(chǎn)生沉淀的唯一條件:Q(離子積)>Ksp(溶度積)改用氨水,[OH-]=1.06×10-4Q=2.81×10-12例2:298K往50ml0.001mol·L-1MgSO4溶液中加入相同濃度的NaOH150mL,問能否產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀?如改為氨水呢?解:判斷[Mg2+][OH-]2是否大于Ksp1114二、沉淀的溶解沉淀溶解的唯一條件:Q(離子積)<Ksp(溶度積)1、生成弱電解質(zhì)(水、弱酸、弱堿):二、沉淀的溶解15無(wú)機(jī)化學(xué)-第11章沉淀反應(yīng)課件162、利用氧化還原反應(yīng):例:3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O3、利用生成配合物例:AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]Cl+2H2O2、利用氧化還原反應(yīng):1711-2-3影響溶解平衡移動(dòng)的因數(shù)一、同離子效應(yīng)例如,AgCl沉淀用純水洗滌和用NaCl溶液洗滌時(shí),沉淀的損失就大不相同?,F(xiàn)計(jì)算如下:AgCl?
Ag++Cl-
(1)用純水洗滌,每次損失為設(shè)水1L,AgCl洗滌到飽和時(shí)水中的[Ag+]可如下計(jì)算:11-2-3影響溶解平衡移動(dòng)的因數(shù)現(xiàn)計(jì)算如下:18∵[Ag+]=[Cl-]∴所以,AgCl的損失為:143.5×1.3×10-5=1.9×10-3g∵[Ag+]=[Cl-]∴所以,AgCl的損失為:19(2)用0.01molL-1NaCl水溶液洗滌,每次損失為:AgCl?
Ag++Cl-
到飽和時(shí):x0.01+x即:x(0.01+x)=Ksp
∵x0.01∴0.01+x0.01所以上式略為:0.01x=Ksp
∴x=Ksp/0.01=1.8×10-8molL-1(2)用0.01molL-1NaCl水溶液洗滌,每次損失20由此可見,用0.01molL-1NaCl水溶液洗滌,每次損失僅為:143.5×1.8×10-8=2.6×10-6g減小了將近1000倍。這是因?yàn)椤癗aCl=Na++Cl-”以后溶液中有大量Cl-,它強(qiáng)烈地使:AgCl?
Ag++Cl-平衡向左移動(dòng),抑制了AgCl的溶解。這就是同離子效應(yīng)。由此可見,用0.01molL-1NaCl水溶液洗滌,每次21二、鹽效應(yīng)
例如,在PbSO4中加入少量Na2SO4溶液可以抑制PbSO4的溶解,但若加入過(guò)多后Na2SO4的溶解度又會(huì)有所上升。見表:二、鹽效應(yīng)22
由于強(qiáng)電解質(zhì)進(jìn)入溶液,使溶液中的離子數(shù)大大增大,離子強(qiáng)度隨之增大了,這使得正負(fù)離子的活度系數(shù)明顯下降,出現(xiàn)了離子活度越來(lái)越小于離子濃度的情況,即:∵f1∴aC這樣必然跟著出現(xiàn)離子活度的乘積小于Kap的情況。即:(aAn+)m(aBm-)n
Kap
這樣固體PbSO4就要繼續(xù)溶解,直到滿足以下條件為止:
(aAn+)m(aBm-)n=Kap由于強(qiáng)電解質(zhì)進(jìn)入溶液,使溶液中的離子數(shù)大大增23
顯然,此時(shí)PbSO4的溶解度就明顯增大起來(lái)了。隨著加入的強(qiáng)電解質(zhì)不斷增加,離子強(qiáng)度隨之增大,離子的活度系數(shù)不斷下降;PbSO4的溶解度也會(huì)隨之增大。這就是所謂的鹽效應(yīng)。鹽效應(yīng)是使難溶電解質(zhì)溶解度增大的一種作用,但是要注意的是:當(dāng)加入的強(qiáng)電解質(zhì)還有同離子效應(yīng)時(shí),鹽效應(yīng)總比同離子效應(yīng)的作用小。顯然,此時(shí)PbSO4的溶解度就明顯增大起來(lái)了24三、酸效應(yīng)
CaC2O4=Ca2++C2O42-
+H+
H2C2O4
當(dāng)[H+]很大時(shí),可以促使平衡不斷向右移動(dòng),直到CaC2O4全部溶解為止。三、酸效應(yīng)25四、配位效應(yīng)
以AgCl為例說(shuō)明之。AgCl=Ag++Cl-
NH3
[Ag(NH3)]+
當(dāng)[NH3]很大時(shí),可以促使平衡不斷向右移動(dòng),直到AgCl全部溶解為止。四、配位效應(yīng)26五、影響沉淀溶解度的其他因素
1,溫度因?yàn)槌恋淼娜芙夥磻?yīng)一般是吸熱反應(yīng),故升高溫度可以增大平衡常數(shù),使溶解度增大。沉淀性質(zhì)不同時(shí)溶解度增大的情況也不同,顆粒粗大的晶形沉淀一般是冷卻后再過(guò)濾,以防溶解損失過(guò)大;而沉淀溶解度極小的無(wú)定形沉淀一般是趁熱過(guò)濾的。五、影響沉淀溶解度的其他因素272、溶劑的影響根據(jù)相似相溶原理,無(wú)機(jī)物一般在水中溶解度較大,有機(jī)物一般在有機(jī)溶劑中溶解度較大。3、沉淀顆粒同一沉淀,顆粒大時(shí)溶解度小,顆粒小時(shí)溶解度大。4、形成膠體或者析出形態(tài)的影響
形成膠體時(shí)溶解損失大,加入電解質(zhì)可以破壞膠體。沉淀初生時(shí)稱為“亞穩(wěn)態(tài)”,溶解度較大。沉淀陳化后稱為“穩(wěn)定態(tài)”,溶解度較小。2、溶劑的影響4、形成膠體或者析出形態(tài)的影響28
假如在一個(gè)溶液中存在多種離子時(shí),出現(xiàn)可以生成多種沉淀的情況。而且,往往是幾種沉淀同時(shí)生成,或者是各種沉淀先后生成。這種先后生成沉淀叫分步沉淀。例如,在0.01mol·L-1的I離子和0.01mol·L-1的Cl離子溶液中逐滴加入AgNO3溶液??梢钥吹绞裁船F(xiàn)象?11-2-4分步沉淀和沉淀的轉(zhuǎn)化一、分步沉淀首先產(chǎn)生黃色的AgI,然后才是產(chǎn)生白色的AgCl。為什么會(huì)產(chǎn)生這樣的先后次序的呢?這是因?yàn)锳gI和AgCl的Ksp不同造成的。假如在一個(gè)溶液中存在多種離子時(shí),出現(xiàn)可以生成多29就可以產(chǎn)生AgI沉淀了。而KspAgCl=1.810-10
在0.01mol·L-1的Cl中要有:顯然,使AgCl沉淀需要的[Ag+]要大得多。因?yàn)镵sp,AgI=8.310-17
所以,在0.01mol·L-1的I中只要有:就可以產(chǎn)生AgI沉淀了。顯然,使AgCl沉淀需要的[Ag+30
隨著AgI的生成,溶液中I-離子濃度下降,Ag+離子濃度增大,當(dāng)Ag+濃度增加到一定的程度,AgCl沉淀開始析出。此時(shí)I-濃度為:說(shuō)明,當(dāng)AgCl沉淀開始析出時(shí),I-已沉淀得相當(dāng)完全了。隨著AgI的生成,溶液中I-離子濃度下降,A31
一般來(lái)說(shuō)沉淀類型相同的情況下:(如AgI和AgCl同為AB型)(1)Ksp小的總是先沉淀,Ksp大的后沉淀。(2)Ksp相近的一般是同時(shí)沉淀。(3)Ksp相差1000倍以上才有可能清楚地分步沉淀。若離子濃度不同,沉淀類型不同時(shí)要通過(guò)計(jì)算確定。一般來(lái)說(shuō)沉淀類型相同的情況下:(如AgI和Ag32[例1]在提純硫酸銅實(shí)驗(yàn)中為何要先調(diào)pH值為4左右,再加熱過(guò)濾?解:目的是除鐵元素1、計(jì)算要使[Fe3+]10-5(10-5是什么意思?),pH值應(yīng)為多少;查表有:Fe(OH)3的Ksp=4.010-38
即:[Fe3+][OH-]3=4.010-38;[例1]在提純硫酸銅實(shí)驗(yàn)中為何要先調(diào)pH值為433當(dāng):[Fe3+]=10-5mol·L-1時(shí)
[H+]=10-14/1.610-11=6.310-4mol·L-1
相應(yīng)的pH值為:pH=3.2所以當(dāng)pH3.2時(shí),Fe3+可以基本除盡。當(dāng):[Fe3+]=10-5mol·L-1時(shí)[H+]=1342、計(jì)算要使[Cu2+]不沉淀,pH值應(yīng)為多少?查表有:Ksp(Cu(OH)2)=2.210-20當(dāng)[Cu2+]=0.1mol·L-1時(shí):[H+]=2.110-6mol·L-1相應(yīng)的pH值為:pH=5.6
即:當(dāng)pH5.6時(shí)溶液中的Cu2+不沉淀。顯然,合適的操作條件是:pH值在3.25.6之間。所以取pH為4的沉淀?xiàng)l件。2、計(jì)算要使[Cu2+]不沉淀,pH值應(yīng)為多少?[H+]=235
[例2]:某溶液中含Cl-和CrO42-,它們的濃度分別是0.10mol.L-1和0.0010mol.L-1,通過(guò)計(jì)算證明,逐滴加入AgNO3試劑,哪一種沉淀先析出?當(dāng)?shù)诙N沉淀析出時(shí)第一種離子是否被沉淀完全(忽略由于加入AgNO3所引起的體積變化)?[解]:AgCl先析出[例2]:某溶液中含Cl-和CrO42-,它們的濃36無(wú)機(jī)化學(xué)-第11章沉淀反應(yīng)課件37
例如使CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3。使AgCl轉(zhuǎn)化為Ag2CrO4等等。CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-
此式的平衡常數(shù)為:可見得平衡強(qiáng)烈地偏向右邊,轉(zhuǎn)化比較完全。二、沉淀的轉(zhuǎn)化例如使CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3。使AgCl轉(zhuǎn)化為38一般來(lái)說(shuō):在平衡常數(shù)K1的情況下是比較容易發(fā)生轉(zhuǎn)換的;在平衡常數(shù)K1的情況下是難以發(fā)生轉(zhuǎn)換的;在平衡常數(shù)K接近1的情況下創(chuàng)造一定的條件還是有可能發(fā)生轉(zhuǎn)換的。一般來(lái)說(shuō):39例如:在1.0升1.6mol·L-1Na2CO3溶液中,能否使0.10mol的BaSO4沉淀完全轉(zhuǎn)化?解:查得Ksp(BaSO4)=1.08×10-10Ksp(BaCO3)=2.58×10-9沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)為:例如:在1.0升1.6mol·L-1Na2CO3溶液中,40設(shè):能轉(zhuǎn)化BaSO4xmol,則:答:只能轉(zhuǎn)化0.064molBaSO4。平衡時(shí)1.6-xx設(shè):能轉(zhuǎn)化BaSO4xmol,則:答:只能轉(zhuǎn)化0.041影響電極電勢(shì)的其他因素沉淀的生成對(duì)電極電勢(shì)的影響[例]
在Ag+/Ag電對(duì)體系中加入NaCl,產(chǎn)生AgCl沉淀。當(dāng)[Cl-]=1mol·l-1時(shí),[解]
電極反應(yīng):體系中反應(yīng):當(dāng)[Cl-]=1mol·l-1時(shí),
影響電極電勢(shì)的其他因素沉淀的生成對(duì)電極電勢(shì)42無(wú)機(jī)化學(xué)-第11章沉淀反應(yīng)課件432.大家知道銀在鹽酸溶液中不會(huì)溶解(Ag+HCl),如果將氫碘酸(HI)代替鹽酸,結(jié)果如何?為什么?2.大家知道銀在鹽酸溶液中不會(huì)溶解(Ag+HCl)44一、教學(xué)要求
1.掌握溶度積規(guī)則的意義及其運(yùn)用。2.了解影響沉淀平衡移動(dòng)的因數(shù)。3.了解分步沉淀和沉淀轉(zhuǎn)化的條件和意義。
一、教學(xué)要求45第11章沉淀反應(yīng)11-1沉淀溶解反應(yīng)11-2溶度積規(guī)則及應(yīng)用第11章沉淀反應(yīng)4611-1-1溶解平衡和溶度積1、溶解平衡在溶液中有下列平衡:AgCl(s)?Ag++Cl-
AgCl不斷地溶解到水中,溶液中離子不斷沉積到固體上,一定時(shí)間后達(dá)到平衡。11-1沉淀溶解反應(yīng)11-1-1溶解平衡和溶度積11-1沉淀溶解反應(yīng)472、溶度積
當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),其平衡常數(shù)為:
即:Kosp=[Ag+][Cl-]上式中的Kosp即為溶度積常數(shù),簡(jiǎn)稱溶度積。SolubilityProductAmBn(s)?mAn++nBm-2、溶度積即:Kosp=[4811-1-2溶度積和溶解度之間的相互換算溶解度(s):溶解物質(zhì)克數(shù)/100克水(溶劑)溶度積(Ksp)(涉及離子濃度):溶解物質(zhì)“物質(zhì)的量”/1L溶液對(duì)于難溶物質(zhì),離子濃度很稀,可作近似處理:(xg/100gH2O)×10/M~mol·L-111-1-2溶度積和溶解度之間的相互換算49例1:已知室溫下,Mg(OH)2的溶解度為6.53×10-3g·L-1。試求它的溶度積。解:查知Mg(OH)2的摩爾質(zhì)量是58.3g·mol-1答:Mg(OH)2的溶度積為5.62×10-12。Mg(OH)2?Mg2++2OH-平衡濃度/mol·L-1S2S例1:已知室溫下,Mg(OH)2的溶解度為6.53×10-50例2:已知298K,PbI2的Ksp=7.110-9,求PbI2在水中的溶解度?PbI2=
Pb2++2I-平衡濃度/mol·L-1:S
2S例2:已知298K,PbI2的Ksp=7.110-9,51無(wú)機(jī)化學(xué)-第11章沉淀反應(yīng)課件5211-2-1溶度積規(guī)則
一、溶度積規(guī)則當(dāng)溶液中有:AB(s)?A++B-
平衡時(shí)有:[A+][B-]=Ksp
假如此時(shí)向溶液中加入一些A+或B-,則溶液中有[A+][B-]Ksp
此時(shí)就可以看到溶液中有沉淀生成。11-2溶度積規(guī)則及應(yīng)用11-2-1溶度積規(guī)則11-2溶度積規(guī)則及應(yīng)用53
假如設(shè)法減小A+或B-的濃度,則平衡就向右移動(dòng),固體又不斷溶解下去。綜合起來(lái)就是:
[A+][B-]=QKsp
固體溶解[A+][B-]=Q=Ksp溶解平衡[A+][B-]=QKsp生成沉淀這就是溶度積規(guī)則。假如設(shè)法減小A+或B-的濃度,則平衡就向右54任意多相離子平衡:AmBn(S)=mAn++nBm-當(dāng):
(CAn+)m(CBm-)n=QKsp沉淀溶解
(CAn+)m(CBm-)n=Q=Ksp溶解平衡
(CAn+)m(CBm-)n=QKap沉淀生成任意多相離子平衡:55使用溶度積規(guī)則應(yīng)注意的地方:(1)利用溶度積規(guī)則可以根據(jù)離子濃度來(lái)判斷溶液中的沉淀是生成還是溶解。(2)溶度積規(guī)則只適用于離子強(qiáng)度較小的情況,溶液中離子強(qiáng)度大了就要做修正。使用溶度積規(guī)則應(yīng)注意的地方:56二、溶度積和活度積前面已學(xué)過(guò)在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中濃度和活度的關(guān)系為:a=fC當(dāng)溶液中的離子強(qiáng)度增大時(shí),會(huì)引起活度系數(shù)f的減小,而溶液中真正影響溶解平衡的是活度積Kap。
二、溶度積和活度積57三、任意多相離子平衡:AmBn(S)=mAn++nBm-當(dāng):
(aAn+)m(aBm-)n
Kap沉淀溶解
(aAn+)m(aBm-)n=Kap溶解平衡
(aAn+)m(aBm-)n
Kap沉淀生成
只有當(dāng)離子強(qiáng)度很小時(shí),才有:KapKsp
所以就有了前面的溶度積規(guī)則。三、任意多相離子平衡:58判斷[Mg2+][OH-]2是否大于Ksp11-2-2沉淀的生成和溶解一、沉淀的生成產(chǎn)生沉淀的唯一條件:Q(離子積)>Ksp(溶度積)改用氨水,[OH-]=1.06×10-4Q=2.81×10-12例2:298K往50ml0.001mol·L-1MgSO4溶液中加入相同濃度的NaOH150mL,問能否產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀?如改為氨水呢?解:判斷[Mg2+][OH-]2是否大于Ksp1159二、沉淀的溶解沉淀溶解的唯一條件:Q(離子積)<Ksp(溶度積)1、生成弱電解質(zhì)(水、弱酸、弱堿):二、沉淀的溶解60無(wú)機(jī)化學(xué)-第11章沉淀反應(yīng)課件612、利用氧化還原反應(yīng):例:3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O3、利用生成配合物例:AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]Cl+2H2O2、利用氧化還原反應(yīng):6211-2-3影響溶解平衡移動(dòng)的因數(shù)一、同離子效應(yīng)例如,AgCl沉淀用純水洗滌和用NaCl溶液洗滌時(shí),沉淀的損失就大不相同?,F(xiàn)計(jì)算如下:AgCl?
Ag++Cl-
(1)用純水洗滌,每次損失為設(shè)水1L,AgCl洗滌到飽和時(shí)水中的[Ag+]可如下計(jì)算:11-2-3影響溶解平衡移動(dòng)的因數(shù)現(xiàn)計(jì)算如下:63∵[Ag+]=[Cl-]∴所以,AgCl的損失為:143.5×1.3×10-5=1.9×10-3g∵[Ag+]=[Cl-]∴所以,AgCl的損失為:64(2)用0.01molL-1NaCl水溶液洗滌,每次損失為:AgCl?
Ag++Cl-
到飽和時(shí):x0.01+x即:x(0.01+x)=Ksp
∵x0.01∴0.01+x0.01所以上式略為:0.01x=Ksp
∴x=Ksp/0.01=1.8×10-8molL-1(2)用0.01molL-1NaCl水溶液洗滌,每次損失65由此可見,用0.01molL-1NaCl水溶液洗滌,每次損失僅為:143.5×1.8×10-8=2.6×10-6g減小了將近1000倍。這是因?yàn)椤癗aCl=Na++Cl-”以后溶液中有大量Cl-,它強(qiáng)烈地使:AgCl?
Ag++Cl-平衡向左移動(dòng),抑制了AgCl的溶解。這就是同離子效應(yīng)。由此可見,用0.01molL-1NaCl水溶液洗滌,每次66二、鹽效應(yīng)
例如,在PbSO4中加入少量Na2SO4溶液可以抑制PbSO4的溶解,但若加入過(guò)多后Na2SO4的溶解度又會(huì)有所上升。見表:二、鹽效應(yīng)67
由于強(qiáng)電解質(zhì)進(jìn)入溶液,使溶液中的離子數(shù)大大增大,離子強(qiáng)度隨之增大了,這使得正負(fù)離子的活度系數(shù)明顯下降,出現(xiàn)了離子活度越來(lái)越小于離子濃度的情況,即:∵f1∴aC這樣必然跟著出現(xiàn)離子活度的乘積小于Kap的情況。即:(aAn+)m(aBm-)n
Kap
這樣固體PbSO4就要繼續(xù)溶解,直到滿足以下條件為止:
(aAn+)m(aBm-)n=Kap由于強(qiáng)電解質(zhì)進(jìn)入溶液,使溶液中的離子數(shù)大大增68
顯然,此時(shí)PbSO4的溶解度就明顯增大起來(lái)了。隨著加入的強(qiáng)電解質(zhì)不斷增加,離子強(qiáng)度隨之增大,離子的活度系數(shù)不斷下降;PbSO4的溶解度也會(huì)隨之增大。這就是所謂的鹽效應(yīng)。鹽效應(yīng)是使難溶電解質(zhì)溶解度增大的一種作用,但是要注意的是:當(dāng)加入的強(qiáng)電解質(zhì)還有同離子效應(yīng)時(shí),鹽效應(yīng)總比同離子效應(yīng)的作用小。顯然,此時(shí)PbSO4的溶解度就明顯增大起來(lái)了69三、酸效應(yīng)
CaC2O4=Ca2++C2O42-
+H+
H2C2O4
當(dāng)[H+]很大時(shí),可以促使平衡不斷向右移動(dòng),直到CaC2O4全部溶解為止。三、酸效應(yīng)70四、配位效應(yīng)
以AgCl為例說(shuō)明之。AgCl=Ag++Cl-
NH3
[Ag(NH3)]+
當(dāng)[NH3]很大時(shí),可以促使平衡不斷向右移動(dòng),直到AgCl全部溶解為止。四、配位效應(yīng)71五、影響沉淀溶解度的其他因素
1,溫度因?yàn)槌恋淼娜芙夥磻?yīng)一般是吸熱反應(yīng),故升高溫度可以增大平衡常數(shù),使溶解度增大。沉淀性質(zhì)不同時(shí)溶解度增大的情況也不同,顆粒粗大的晶形沉淀一般是冷卻后再過(guò)濾,以防溶解損失過(guò)大;而沉淀溶解度極小的無(wú)定形沉淀一般是趁熱過(guò)濾的。五、影響沉淀溶解度的其他因素722、溶劑的影響根據(jù)相似相溶原理,無(wú)機(jī)物一般在水中溶解度較大,有機(jī)物一般在有機(jī)溶劑中溶解度較大。3、沉淀顆粒同一沉淀,顆粒大時(shí)溶解度小,顆粒小時(shí)溶解度大。4、形成膠體或者析出形態(tài)的影響
形成膠體時(shí)溶解損失大,加入電解質(zhì)可以破壞膠體。沉淀初生時(shí)稱為“亞穩(wěn)態(tài)”,溶解度較大。沉淀陳化后稱為“穩(wěn)定態(tài)”,溶解度較小。2、溶劑的影響4、形成膠體或者析出形態(tài)的影響73
假如在一個(gè)溶液中存在多種離子時(shí),出現(xiàn)可以生成多種沉淀的情況。而且,往往是幾種沉淀同時(shí)生成,或者是各種沉淀先后生成。這種先后生成沉淀叫分步沉淀。例如,在0.01mol·L-1的I離子和0.01mol·L-1的Cl離子溶液中逐滴加入AgNO3溶液??梢钥吹绞裁船F(xiàn)象?11-2-4分步沉淀和沉淀的轉(zhuǎn)化一、分步沉淀首先產(chǎn)生黃色的AgI,然后才是產(chǎn)生白色的AgCl。為什么會(huì)產(chǎn)生這樣的先后次序的呢?這是因?yàn)锳gI和AgCl的Ksp不同造成的。假如在一個(gè)溶液中存在多種離子時(shí),出現(xiàn)可以生成多74就可以產(chǎn)生AgI沉淀了。而KspAgCl=1.810-10
在0.01mol·L-1的Cl中要有:顯然,使AgCl沉淀需要的[Ag+]要大得多。因?yàn)镵sp,AgI=8.310-17
所以,在0.01mol·L-1的I中只要有:就可以產(chǎn)生AgI沉淀了。顯然,使AgCl沉淀需要的[Ag+75
隨著AgI的生成,溶液中I-離子濃度下降,Ag+離子濃度增大,當(dāng)Ag+濃度增加到一定的程度,AgCl沉淀開始析出。此時(shí)I-濃度為:說(shuō)明,當(dāng)AgCl沉淀開始析出時(shí),I-已沉淀得相當(dāng)完全了。隨著AgI的生成,溶液中I-離子濃度下降,A76
一般來(lái)說(shuō)沉淀類型相同的情況下:(如AgI和AgCl同為AB型)(1)Ksp小的總是先沉淀,Ksp大的后沉淀。(2)Ksp相近的一般是同時(shí)沉淀。(3)Ksp相差1000倍以上才有可能清楚地分步沉淀。若離子濃度不同,沉淀類型不同時(shí)要通過(guò)計(jì)算確定。一般來(lái)說(shuō)沉淀類型相同的情況下:(如AgI和Ag77[例1]在提純硫酸銅實(shí)驗(yàn)中為何要先調(diào)pH值為4左右,再加熱過(guò)濾?解:目的是除鐵元素1、計(jì)算要使[Fe3+]10-5(10-5是什么意思?),pH值應(yīng)為多少;查表有:Fe(OH)3的Ksp=4.010-38
即:[Fe3+][OH-]3=4.010-38;[例1]在提純硫酸銅實(shí)驗(yàn)中為何要先調(diào)pH值為478當(dāng):[Fe3+]=10-5mol·L-1時(shí)
[H+]=10-14/1.610-11=6.310-4mol
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