江西農(nóng)業(yè)大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)第6章 沉淀溶解平衡(胡)

第6章沉淀溶解平衡6.1沉淀溶解平衡6.2沉淀溶解平衡的移動(dòng)沉淀的生成、分步沉淀、沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化溶解度和溶度積的關(guān)系、溶度積規(guī)則教學(xué)學(xué)時(shí)：26.1

沉淀溶解平衡?1溶解度(s)

一定溫度下，系統(tǒng)達(dá)到溶解平衡時(shí)，一定量的溶劑中含有溶質(zhì)的量，叫做溶解度。單位：g?[100g(H2O)]-1，g?L-1，

mol?L-1。6.1.1溶度積和溶解度的關(guān)系P124難溶微溶可溶易溶<0.01g0.01

~

1g1~10g>10g100gH2O能溶解溶質(zhì)的量2溶度積常數(shù)?

沉淀溶解平衡溶解沉淀一定溫度下，難溶電解質(zhì)在水中的溶解與沉淀速率相等時(shí)，溶液中相應(yīng)的離子和難溶電解質(zhì)之間達(dá)到多相離子平衡，稱為沉淀溶解平衡。溶解度<0.01g/100g，但溶解的部分全部解離溶解沉淀Ksp?(BaSO4)=[c(Ba2+)/c?

][c(SO42-)/c?

]?

溶度積常數(shù)(Ksp?

)未溶解的固體溶液中的離子溶度積常數(shù)簡(jiǎn)稱溶度積Ksp?,沉淀溶解平衡的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)（溶度積），只與難溶電解質(zhì)的本性和溫度有關(guān)，但溫度的影響并不顯著。見(jiàn)P425附錄五AmBn(s)

mAn++nBm-

溶解沉淀Ksp?(AmBn)=[c(An+)/c?]m[c(Bm-)/c?]n推廣至一般反應(yīng)P124Fe(OH)3:KSPθ=?Mg(OH)2:KSPθ=??

3溶度積(Ksp?

)與溶解度(s)的關(guān)系P125Ksp?

只與難溶電解質(zhì)的本性和溫度有關(guān)。Ksp?

↑，難溶電解質(zhì)的溶解趨勢(shì)↑。??s

與難溶電解質(zhì)的本性和溫度有關(guān)；還與溶液中難溶電解質(zhì)離子濃度有關(guān)。溶解度與溶度積的相互換算

二者單位均mol·L-1見(jiàn)P125例6-1，6-2兩者都可以用來(lái)表示難溶電解質(zhì)在飽和溶液中的溶解性，可換算

例

求298.15K時(shí)AgCl和Ag2CrO4溶解度s。已知：

(AgCl)=1.77×10-10(Ag2CrO4)=1.12×10-12解：s=1.33×10-5mol·L-1注意單位2s=6.54×10-5mol·L-1結(jié)論?——先比較溶度積大小，再比較溶解度大小

KSPθ反應(yīng)了難溶物質(zhì)的溶解能力,用KSPθ可以比較不同難溶電解質(zhì)的溶解能力,但只適于相同類型,且基本上不水解的難溶強(qiáng)電解質(zhì)。

KSPθ

S/mol·dm-3

AgCl

1.8×10-101.3×10-5

AgBr5.0×10-137.1×10-7AgI9.3×10-179.6×10-9

Ag2CrO42.0×10-121.1×10-4例

在25℃時(shí)，Ag2CrO4的溶解度是0.0217g?L-1,

試計(jì)算Ag2CrO4的KSP。

由Ag2CrO4的溶解平衡

Ag2CrO4(s)

2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡時(shí)濃度/mol?L-12s/c?

s/c?

可得KSP=[c(Ag+)/c?

]

2[c(CrO42-)/c?

]=(2s/c?)

2·s

/c?=4（s/c?)3

=4×(6.54×10-5)3=1.12×10-12解：

注意：溶解度與溶度積之間的換算只適用于溶解了的電解質(zhì)完全解離為自由離子，即溶液中不存在難溶電解質(zhì)的分子或離子對(duì)，而且在溶液中不產(chǎn)生反應(yīng)的化合物。

下列情況不能換算(1)易水解的難溶電解質(zhì),S2-、CO32-、PO43-；(2)難溶的弱電解質(zhì)及某些易于在溶液中以離子對(duì)形式存在的難溶電解質(zhì),Hg2Cl2;(3)溶解度較大的強(qiáng)電解質(zhì)，CaSO4CaCrO4.以上規(guī)律稱為溶度積規(guī)則，可判斷沉淀的生成與溶解Q

＝Ksp?，平衡狀態(tài)Q>Ksp?，析出沉淀Q<Ksp?，沉淀溶解AmBn(s)

mAn++nBm-

溶解沉淀Q=[c’(An+)/c?]m[c’(Bm-)/c?]nKsp?(AmBn)=[c(An+)/c?]m[c(Bm-)/c?]n

離子積?

6.1.2溶度積規(guī)則P126?

6.2.1沉淀的生成6.2

沉淀溶解平衡的移動(dòng)Q>Ksp?，析出沉淀T一定，對(duì)于指定的難溶電解質(zhì)為一常數(shù)。?

1加入沉淀劑見(jiàn)P126

例6-3

在10.0mol·L-1FeCl3溶液中，加入含有0.10mol·L-1NH3和0.1mol·L-1NH4Cl的混合溶液30.0ml，能否產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀?

思考題：

?

2控制溶液的pHP127

M(OH)n(s)

Mn++nOH-(1)生成M(OH)n

型難溶氫氧化物Ksp(M(OH)n)={[c(Mn+)/c)][c(OH-)/

c]n}Q>Ksp?

，

析出M(OH)n沉淀：nKsp(M(OH)n)c(OH-)>c(Mn+)/cc當(dāng)Mn+沉淀完全，[c(Mn+)≤10-5

mol·L-1]時(shí)：c(OH-)≥

mol·L-1Ksp(M(OH)n)

/10-5

n見(jiàn)P127

例6-4

MS(s)

M2++S2-(2)生成MS

型難溶氫氧化物Ksp(MS)={[c(M2+)/c)][c(S2-)/

c]}Q>Ksp?

，

析出MS沉淀：

在0.10mol·L-1CdCl2溶液中通入含有0.10mol·L-1H2S氣體使H2S飽和，求Cd2+完全沉淀時(shí)溶液的酸度。思考題：

?

同離子效應(yīng)在難溶電解質(zhì)溶液中加入與其含有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)，而使難溶電解質(zhì)的溶解度降低的作用。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)NaCl→Na+(aq)+Cl-(aq)

計(jì)算298.15K下AgCl(s)的溶解度s(mol·L-1):(1)

在水中；(2)在0.1mol·L-1NaCl溶液中，并比較兩種情況溶解度的相對(duì)大小。已知：

例(AgCl)=1.77×10-10解：（1）在純水中P125：

s1=1.33×10-5mol·L-1（2）在NaCl溶液中s2s2+0.1s2=1.77×10-9mol·L-1可見(jiàn)，溶解度降低很多，為同離子效應(yīng)，使沉淀得完全在含等濃度Cl-Br-I-的溶液中，滴加Ag(NO3)溶液，是同時(shí)產(chǎn)生三種沉淀還是先后沉淀？?

分步沉淀某溶液中含有Cl-和CrO42-均為0.01mol·L-1，向溶液中逐滴加入Ag(NO3)溶液(設(shè)體積不變)，問(wèn)哪種離子先沉淀？已知：

例(AgCl)=1.77×10-10(Ag2CrO4)=1.12×10-12解：設(shè)沉淀所需的Ag+濃度分別為x，yx/cθ≥

=1.77×10-8y/cθ≥

=1.06×10-5＜所以，Cl-先沉淀不類型沉淀，沉淀濃度相同的離子，溶解度小的先沉淀。利用分步沉淀，可進(jìn)行離子的分離?

1沉淀的溶解P130Q

<

Ksp?，沉淀溶解6.2.3

沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化（1）生成弱電解質(zhì)生成弱堿

Mg(OH)2(s)+2NH4+

→

Mg2++2NH3·H2O

生成水Fe(OH)3(s)+3H+→Fe3++3H2O生成弱酸如：CaCO3(s)+2H+(aq)Ca2+(aq)+H2CO3

該反應(yīng)涉及下列兩個(gè)平衡反應(yīng)：(1)CaCO3(s)

Ca2++

(2)+2H+

H2CO3

總反應(yīng)=（1）+（2），根據(jù)多重平衡規(guī)則有：

該反應(yīng)可進(jìn)行完全K?的大小與Ka,Ksp?有關(guān)，怎樣K?會(huì)較大呢？Mg(OH)2(s)+2NH(aq)Mg2+(aq)+2NH3(aq)+2H2O(l)求多重平衡常數(shù)的另一種方法K?

=MS(s)+2H+(aq)

M2+(aq)+H2S(aq)K?

=如下列反應(yīng)：若使0.1molZnS和CuS完全溶解，需要1L多大濃度的鹽酸?通過(guò)計(jì)算可以得出什么結(jié)論?思考題：

（2）發(fā)生氧化還原反應(yīng)[Ag(NH3)2]+(aq)S(s)↓

+

NO(g)↑

+

H2O(l)CuS(s)

Cu2+(aq)+S2-(aq)+HNO3

(aq)（3）生成配離子AgCl

(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)+

NH3(aq)Q

<

Ksp?，沉淀溶解?2沉淀的轉(zhuǎn)化P131把一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì)的過(guò)程叫沉淀的轉(zhuǎn)化。如用Na2CO3除去鍋爐內(nèi)壁鍋垢的CaSO4CaSO4(s)+CO3

CaCO3(s)+SO4

2-2-4.93×10-53.36×10-9==1.47×104K?===c(SO42-

)c(SO42-

)·c(Ca2+)Ksp?(CaSO4)c(CO32-

)

c(CO32-

)·c(Ca2+)Ksp?(CaCO3)沉淀轉(zhuǎn)化趨勢(shì)較大Q

＝Ksp?，平衡狀態(tài)Q>Ksp?，析出沉淀Q<Ksp?，沉淀溶解3．溶度積規(guī)則4．溶度積規(guī)則的應(yīng)用Q

＝Ksp?，可求溶解度Q>Ksp?，判斷沉淀的生成Q<Ks