溶解度與溶度積

溶解度與溶度積第一頁，共三十頁，2022年，8月28日主講內容溶解度1溶解度與溶度積的關系3溶度積規(guī)則4第二頁，共三十頁，2022年，8月28日學習目標了解難溶物在水中的溶解情況，認識沉淀溶解平衡的建立過程。理解溶度積的概念，掌握溶解度與溶度積之間的關系，會進行兩者之間的換算。熟悉溶度積規(guī)則。學習目標第三頁，共三十頁，2022年，8月28日情景引入

當我們外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色時，一定會驚嘆大自然的鬼斧神工。石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬年的歲月侵蝕之后，會形成各種奇形異狀的溶洞。你知道它是如何形成的嗎？第四頁，共三十頁，2022年，8月28日

石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣與水及二氧化碳反應能轉化為微溶性的碳酸氫鈣。溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向溶洞底滴落時，水分蒸發(fā)，二氧化碳壓強減小以及溫度的變化都會使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀經(jīng)過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。第五頁，共三十頁，2022年，8月28日溶解度定義：在一定溫度下，體系達到溶解平衡時，一定量的溶劑中含有溶質的質量，叫做溶解度。通常以符號

S

表示。對水溶液來說，通常以飽和溶液中每100g

水所含溶質的質量來表示，即以g/100g水表示。溶解度的表示：g/100g水，g·L-1，mol·L-1第六頁，共三十頁，2022年，8月28日溶解性

在水中溶解時，能形成水合陽離子和陰離子的無機化合物，稱其為電解質。根據(jù)電解質溶解度的差異，習慣將其劃分為易溶、可溶、微溶和難溶四個等級。難溶微溶可溶易溶0.01110（Sg/100g水）S>10g易溶S1~10g可溶S0.01~1g微溶S<0.01g難溶第七頁，共三十頁，2022年，8月28日本章主題—沉淀溶解平衡，主要討論研究微溶和難溶的無機化合物，下文將其統(tǒng)稱為難溶電解質。利用物質溶解度的差異，我們可以對物質進行分離和提純。重結晶法分離或提純物質就是對溶解度的差異的應用。第八頁，共三十頁，2022年，8月28日溶度積

在一定溫度下，將難溶電解質放入水中時，就發(fā)生溶解和沉淀兩個過程。以BaSO4為例：Ba2+SO42-H2O作用下BaSO4溶解過程第九頁，共三十頁，2022年，8月28日BaSO4沉淀過程難溶電解質的溶解和沉淀是兩個相互可逆的過程。第十頁，共三十頁，2022年，8月28日沉淀溶解平衡

將BaSO4晶體放入水中，開始時溶解速率較大，沉淀速率較小。在一定條件下，當溶解和沉淀速率相等時，便建立了一種動態(tài)的多相離子平衡，可表示如下：溶解沉淀

])/(SO][)/(Ba[)BaSO4(

242+-=cccc)(SO)(Ba)BaSO4(242-+=cc簡寫為：—溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。第十一頁，共三十頁，2022年，8月28日不同類型的難溶電解質，溶度積的表達式不同如：PbCl2(s)Pb2+(aq)+2Cl-(aq)對于一般沉淀反應：(aq)mB(aq)nA

(s)BAnmmn-++第十二頁，共三十頁，2022年，8月28日（2）難溶電解質的溶度積是相應沉淀溶解平衡的標準平衡常數(shù)，其數(shù)值在稀溶液中不受其他離子存在的影響，只取決于溫度，溫度升高，多數(shù)難溶電解質的溶度積增大。（1）沉淀溶解平衡的前提—多相離子平衡體系中，必須有未溶解固相的存在。注意：第十三頁，共三十頁，2022年，8月28日常見物質的KΘspAgCl1.8×10-10AgBr5.2×10-13AgI8.3×10-17Ag2CrO41.1×10-12BaCO35.1×10-9BaSO41.1×10-10CaCO32.8×10-9CaC2O4

1.46×10-10CaC2O4·H2O4×10-9CaSO4

9.1×10-6CdS8.0×10-27CuS6.3×10-36HgS

4×10-53Fe(OH)2

8×10-16Fe(OH)3

4×10-38Mg(OH)2

1.8×10-11Mn(OH)2

2.06×10-13MnS2.5×10-13第十四頁，共三十頁，2022年，8月28日溶度積與溶解度的關系聯(lián)系：溶度積與溶解度均可表示難溶電解質的溶解性，兩者之間可以相互換算。區(qū)別：溶度積是一個標準平衡常數(shù)，只與溫度有關。而溶解度不僅與溫度有關，還與系統(tǒng)的組成、pH值的改變及配合物的生成等因素有關。溶度積和溶解度的相互換算

在溶度積的計算中，離子濃度必須是物質的量的濃度，其單位為mol·L-1；而溶解度的單位有g/100g水，g·L-1，mol·L-1。計算時一般要先將難溶電解質的溶解度S

的單位換算為mol·L-1。對于難溶物質飽和溶液濃度極稀，可作近似處理：(xg/100gH2O)×10/M~mol·L-1第十五頁，共三十頁，2022年，8月28日1.AB型(如AgCl、AgI、CaCO3)AB(S)A+(aq)+B–(aq)

溶解度：SSKsp=c(A+)c(B–)=S2

AB2或A2B型(Mg(OH)2

、Ag2CrO4)AB2(S)A2+(aq)+2B–(aq)

溶解度：S

2SKsp=c(A+)c2(B–)=S(2S)2=4S3

第十六頁，共三十頁，2022年，8月28日3.AB3或A3B型(如Fe(OH)3

、Ag3PO4)

A3B(s)3A+(aq)+B3-(aq)

溶解度：3SSKsp=c3(A+)c(B3-)=(3S)3S=27S4第十七頁，共三十頁，2022年，8月28日例1：25oC時，AgCl的溶解度為1.92×10-3g·L-1，求同溫度下AgCl的溶度積。)L/(mol1-SS平衡濃度3.143Mr(AgCl)

=解：已知1313Lmol1034.1Lmol3.1431092.1

----×=×=S)aq(Cl-(aq)Ag+

AgCl(s)

+第十八頁，共三十頁，2022年，8月28日

2

/(mol·L-1）xx平衡濃度42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg331.7105.6----×=××=S5312105.6

,4101.1--×==×xx例2：25oC，已知(Ag2CrO4)=1.1×10-12，求同溫度下S(Ag2CrO4)/g·L-1。)aq(CrO(aq)2Ag

(s)CrOAg4422-++24242)CrO()Ag()CrOAg(-+=cc解：第十九頁，共三十頁，2022年，8月28日

例3.查表知PbI2的Ksp為1.4×10-8,估計其溶解度s（單位以g·L-1計）。解：設其溶解度為xmol·L-1

PbI2(s)=Pb2+(aq)+2I-(aq)平衡濃度/mol·L-1

x2x

Ksp=c(Pb2+)c(I-)2=(x)(2x)2=4x3

x=(Ksp/4)1/3=(1/4×1.4×10-8)1/3=1.5×10-3(mol·L-1)

s=1.5×10-3×461.0g·L-1=6.9×10-1g·L-1第二十頁，共三十頁，2022年，8月28日幾種類型的難溶物質溶度積、溶解度比較物質類型難溶物質溶度積Ksp溶解度/mol·L-1換算公式ABAgCl1.77×10-101.33×10-5Ksp=S2BaSO41.08×10-101.04×10-5Ksp=S2AB2CaF23.45×10-112.05×10-4Ksp=4S3A2BAg2CrO41.12×10-126.54×10-5Ksp=4S3對于同種類型化合物而言，Ksp，S。但對于不同種類型化合物之間，不能根據(jù)Ksp來比較S的大小。

)Ag2CrO4()AgCl(ss<)Ag2CrO4()AgCl(>第二十一頁，共三十頁，2022年，8月28日三、溶度積規(guī)則在難溶電解質溶液中，有關離子濃度冪的乘積稱為濃度積，用符號QC表示

，它表示任一條件下離子濃度冪的乘積。QC和Ksp的表達形式類似，但其含義不同。Ksp表示難溶電解質的飽和溶液中離子濃度冪的乘積，僅是QC的一個特例。第二十二頁，共三十頁，2022年，8月28日對某一溶液，當(1)

QC=Ksp

表示溶液是飽和的。這時溶液中的沉淀與溶解達到動態(tài)平衡，既無沉淀析出又無沉淀溶解。

(2)

QC

<Ksp

表示溶液是不飽和的。溶液無沉淀析出，若加入難溶電解質，則會繼續(xù)溶解。(3)

QC>Ksp

表示溶液處于過飽和狀態(tài)。有沉淀析出。以上的關系稱溶度積規(guī)則（溶度積原理），是平衡移動規(guī)律總結，也是判斷沉淀生成和溶解的依據(jù)。第二十三頁，共三十頁，2022年，8月28日當判斷兩種溶液混合后能否生成沉淀時，可按下列步驟進行。(1)先計算出混合后與沉淀有關的離子濃度；(2)計算出濃度積Qc；(3)將Qc與Ksp進行比較，判斷沉淀能否生成。第二十四頁，共三十頁，2022年，8月28日溶度積規(guī)則的應用判斷是否有沉淀生成

原則上只要Qc

＞Ksp便應該有沉淀產(chǎn)生，但是只有當溶液中含約10-5g·L-1固體時，人眼才能觀察到混濁現(xiàn)象，故實際觀察到有沉淀產(chǎn)生所需的離子濃度往往要比理論計算稍高些。判斷沉淀的完全程度

沒有一種沉淀反應是絕對完全的，通常認為溶液中某離子的濃度小于1×10-5mol·L-1時，即為沉淀完全。第二十五頁，共三十頁，2022年，8月28日平衡體系研究對象研究對象平衡移動的判據(jù)

平衡常數(shù)

表達式

升溫對平衡常數(shù)的影響化學平衡2SO2+O22SO3△H﹤0C+H2OCO+H2△H﹥0電離平衡H2OH++OH-CH3COOHCH3COO-+H+

NH3·H2ONH4++OH-

水解平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-

沉淀溶解平衡AgCl（s）Ag+（aq）+Cl-（aq）可逆反應弱電解質水溶液增大增大增大增大增大增大減小Kc=[SO3]2[O2][SO2]2·Kc=[CO]·[H2O][H2]Ka=[CH3COO-]·[CH3COOH][H+

]Kb=[NH4+]·[NH3·H