化工+制藥課件 第10次課 第5章 電離平衡和沉淀溶解平衡

5.6沉淀-溶解平衡5.6.1溶度積原理5.6.2難溶電解質(zhì)沉淀的生成與溶解5.6.3分步沉淀和沉淀轉(zhuǎn)化5.6.1溶度積原理1.溶度積

把難溶電解質(zhì)放入水中，在溶液中會建立起溶解和沉淀的平衡：

其平衡常數(shù)的表達(dá)式為：

Kθ為沉淀溶解平衡常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。用Kθsp表示。

物質(zhì)的Kθsp值越小，溶解度越小，越難溶解。Kθsp與溶解度s的關(guān)系如下。2.溶度積與溶解度的互相換算平衡時(shí)

ss對于1：1型化合物，例如AgCl對于1：2或者2：1型化合物，例如CaF2

或者Cu(OH)2

平衡時(shí)

s2s對于1：3或者3：1型化合物，例如Ag3PO4或者Fe(OH)3

平衡時(shí)

s3s上述換算方法不適用下列兩類電解質(zhì)：①顯著水解的難溶電解質(zhì)。例如，ZnS等。②難溶的弱電解質(zhì)。3.溶度積規(guī)則對于難溶電解質(zhì)，在沒有達(dá)到沉淀溶解平衡之前，可以寫出其濃度商Qc，又稱為離子積。根據(jù)化學(xué)平衡移動的原理，比較離子積Qc和溶度積Kθsp的大小，可以得出溶度積規(guī)則：①Q(mào)c＞Kθsp，平衡逆向移動，有沉淀生成。②Qc=Kθsp，平衡狀態(tài)，飽和溶液。③Qc＜Kθsp，平衡正向移動，沉淀溶解。5.6.2難溶電解質(zhì)沉淀的生成與溶解如果Q＞Kθsp，就會產(chǎn)生沉淀。例題：把10mL0.1molL-1CuCl2溶液加入到35mL0.15molL-1NH3中，問是否有沉淀生成？已知KθspCu(OH)2=2.2×10-20

解：混合后反應(yīng)前銅離子和氨得濃度分別為1.沉淀的生成2.同離子效應(yīng)在難溶電解質(zhì)飽和溶液中加入含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，其溶解度會下降。例題：試計(jì)算AgCl在純水中和在0.1molL-1NaCl中的溶解度。解：①設(shè)在純水中的溶解度為s1平衡時(shí)

s1s1解：②設(shè)在NaCl中的溶解度為s2平衡時(shí)

s2s2+0.1≈0.1

AgCl在純水中的溶解度為1.3×10-5molL-1，在0.1molL-1NaCl中的溶解度為1.8×10-9molL-1?？梢奛aCl會對AgCl的溶解產(chǎn)生同離子效應(yīng)，降低AgCl的溶解度。3.鹽效應(yīng)：略。4.溶液pH值對沉淀的影響對于某些難溶氫氧化物，溶液的pH值常常決定著沉淀的生成或者溶解。例題：分別計(jì)算0.2molL-1Zn2+和0.1molL-1Fe3+開始沉淀的pH值，并計(jì)算說明能否通過控制pH值達(dá)到分離兩種離子的目的。解：Zn2+開始沉淀所要求的OH-離子濃度計(jì)算如下解：Fe3+開始沉淀所要求的OH-離子濃度計(jì)算如下Fe3+在pH值達(dá)到1.9時(shí)就開始沉淀，而Zn2+要到5.9時(shí)才開始沉淀。Fe3+沉淀完全時(shí)的pH值計(jì)算如下：Fe3+在pH值達(dá)到3.2時(shí)沉淀完全，這時(shí)還沒有達(dá)到Zn2+開始的5.9。所以控制在3.2~5.9之間就可以分離它們。5.

沉淀的溶解如果Q＜Kθsp，就會使沉淀溶解。通常有酸堿溶解法、氧化還原溶解法和配位溶解法。①酸堿溶解法：以硫化物為例。在通常條件下，H2S飽和溶液的濃度為0.1molL-1。在硫化物沉淀溶解時(shí)，H+離子濃度變化如下：②氧化還原溶解法：當(dāng)加入酸不能使其溶解時(shí)，可以考慮用氧化還原的方法，以硫化銅為例。使平衡向右移動③配位溶解法：也可以加入配位劑使組分離子形成穩(wěn)定的配合物，使之溶解。使平衡向右移動5.6.3分步沉淀和沉淀轉(zhuǎn)化1.分步沉淀例如，溶液中含有0.1molL-1Cl-,和I-離子，以及0.5molL-1CrO42-離子，向其中加入Ag+離子時(shí)，沉淀的情況如何（忽略體積變化）？其中Kθsp(AgCl)=1.8×10-10;Kθsp(AgI)=8.3×10-17;Kθsp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。解：需要計(jì)算出幾種離子開始沉淀所要求的Ag+離子濃度即可。分別用[Ag+]Cl,[Ag+]I,[Ag+]CrO4表示。0.1molL-1Cl-,和I-離子，以及0.5molL-1CrO42-離子開始沉淀所要求的Ag+離子濃度分別為:I-離子開始沉淀所要求的Ag+離子濃度最小,I-離子最先沉淀,Cl-離子隨后,CrO42-離子最后沉淀.用Ag+離子能否使I-和Cl-離子分離？,能否使Cl-和CrO42-離子分離？解：決定于I-離子沉淀完全時(shí)，Cl-離子是否開始沉淀？[I-]＜10-5molL-1時(shí)，認(rèn)為沉淀完全。這時(shí)[Ag+]I’應(yīng)該：I-離子沉淀完全時(shí)，Cl-離子還沒有開始沉淀。所以Ag+可以分離I-離子和Cl-離子。同理可以計(jì)算Cl-離子沉淀完全時(shí)，所需Ag+離子濃度：Cl-離子沉淀完全時(shí)，CrO42-離子已經(jīng)開始沉淀。所以Ag+不能分離Cl-