第七章 容度積

第七章容度積第1頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright20052

溶度積的概念

溶解度的概念

沉淀的生成沉淀的轉(zhuǎn)化

練習第2頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright20053一、溶度積－－－沉淀溶解平衡常數(shù)

在一定溫度下，當沉淀和溶解速率相等時，就達到平衡。此時所得的溶液即為該溫度下的飽和溶液，溶質(zhì)的濃度即為飽和濃度。第3頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright20054平衡時：K?=

Ksp

?

=

c(Ag+)c(Cl-)Ksp?：溶度積常數(shù)，簡稱溶度積

Ksp?=c2(Ag+)c(CrO42-)

Ksp?=c3(Ca2+)c2(PO43-)第4頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright20055－－－－Ksp?=cm(An+)cn(Bm-)第5頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright20056溶解度：

中學里介紹過把某溫度下100克水里某物質(zhì)溶解的最大克數(shù)叫溶解度.習慣上把溶解度小于0.01g/100g水的物質(zhì)叫“難溶物”.其實，從相平衡的角度理解溶解度更確切，即在一定溫度和壓力下，固液達到平衡時的狀態(tài).這時把飽和溶液里的物質(zhì)濃度稱為“溶解度”，常用S（mol/L）表示.第6頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright20057

溶度積和溶解度的相互關(guān)系：例：298K時，CaCO3的溶解度s=2.1910-5mol·L-1

，求：CaCO3的溶度積。平衡時(mol·L-1)

：S

S∴Ksp?=c(Ca+)c(CO32-)=SS=S2

=(2.1910-5)2=4.810-10第7頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright20058例1：298K時，Ag2CrO4的溶解度S=1.310-4mol·L-1，計算Ag2CrO4的溶度積。解：平衡時/

mol·L-12S

S∴Ksp?=c2(Ag+)c(CrO42-)=(2S)2S=4S3

=4(1.310-4)3

=9.010-12第8頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright20059平衡時/

mol·L-1nSmS第9頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200510溶度積和溶解度有聯(lián)系也有差別:用Ksp?比較難溶電解質(zhì)的溶解性能只能在相同類型化合物之間進行，溶解度則比較直觀。解：AB型中AgCl的S

大s=1.2510-5A2B型中Ag2CrO4的S

大s=1.310-4

Ksp?不受離子濃度的影響，而溶解度則不同。例：

AgClAg2CO3AgBrAg2CrO4Ksp?1.5610-108.110-127.710-139.010-12問何種難溶物的溶解度大？第10頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200511溶度積規(guī)則:－－－用于判斷沉淀平衡移動的方向，即van’tHoff等溫式在沉淀溶解平衡中的應用。離子積Qi：難溶電解質(zhì)的溶液中離子濃度的乘積Qi=c(Pb2+)c2(I-)

Qi<Ksp?：不飽和溶液，沉淀溶解；Qi=Ksp?：沉淀溶解達平衡，為飽和溶液；Qi>Ksp?：過飽和溶液，沉淀析出。第11頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200512PbI2(s)第12頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200513二、沉淀的生成

加入沉淀劑和控制pH值

酸溶解反應

同離子效應和鹽效應

分步沉淀第13頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200514控制pH值：例2：計算：0.01mol·L-1Fe3+

開始沉淀和沉淀完全時溶液的pH。解：已知Ksp?=1.110-36=c(Fe3+)c3(OH-)(1)開始沉淀時：

c(Fe3+)c3(OH-)=1.110-36

c(OH-)=31.110-36/0.01=4.7910-12

mol·L-1

pH=14-pOH=14-11.34=2.68(2)沉淀完全時：c(Fe3+)=110-5

mol·L-1

c(OH-)=31.110-36/110-5=4.7910-11

mol·L-1pH=14-pOH=3.68第14頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200515應用：控制pH去除雜質(zhì)離子是通常使用的分離方法，如CuSO4提純。難溶氫氧化物并非一定在堿性溶液條件下才產(chǎn)生沉淀。注意：

在含有0.10mol·L-1Fe3+和0.10mol·L-1Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，Ni2+仍留在溶液中，應控制pH值為多少?例：

3.2c(Fe3+)≤10-5

7.15Ni2+開始沉淀pH∴可控制pH=4第15頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200516酸溶解反應：－－－－對于酸溶解反應來說，例如，MnS和CuS在酸中的溶解，實際上是一個包含了沉淀溶解平衡和酸堿平衡的多重平衡。例3：在0.10mol·L-1ZnCl2

溶液中用H2S飽和(0.10mol·L-1)。試計算為防止ZnS沉淀所需的c(H+)。解：(1)K1?

(2)K2?=1/Ksp?=8.31022(3)K3?=Ka1?Ka2?=1.110-21∵(1)=(2)+(3)∴K1?=c2(H+)/c(Zn2+)c(H2S)=K2?K3?

c2(H+)/(0.10.1)=91.3c(H+)=91.30.01=0.96mol·L-1

即c(H+)大于0.96mol·L-1即可防止ZnS沉淀產(chǎn)生。

第16頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200517PbSBi2S3CuSCdSSb2S3SnS2As2S3HgS難溶金屬硫化物：第17頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200518例4：在酸度保持為0.30mol·L-1的溶液中含有一定數(shù)量的Cd2+離子，當通入H2S氣體達到飽和時，Cd2+離子能否沉淀完全？已知CdS的Ksp?=1.4010-29。解：∴CdS的沉淀是非常完全的第18頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200519加入沉淀劑（同離子效應和鹽效應）：例5：將等體積的0.004mol.L-1AgNO3

和0.004mol.L-1K2CrO4混合時，有無磚紅色Ag2CrO4沉淀析出？解：∵c(Ag+)=c(CrO42-)=0.004/2=0.002mol.L-1

∴Qi=c2(Ag+)c(CrO42-)=(0.002)2×0.002=810-9>Ksp?(910-12)

∴所以有沉淀析出。第19頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200520同離子效應－－－在難溶電解質(zhì)飽和溶液中加入與其含有相同離子的易溶強電解質(zhì)，使難溶電解質(zhì)的溶解度降低的作用.加入NaCl：平衡左移注意：沉淀劑的用量不是越多越好，有時過量的沉淀劑反而會使溶解度增加。第20頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200521鹽效應－－－在難溶電解質(zhì)飽和溶液中，加入易溶強電解質(zhì)(可能含有共同離子或不含共同離子)而使難溶電解質(zhì)的溶解度增大的作用。加入NaNO3：平衡右移c(Na2SO4)/mol·L-100.0010.010.020.040.1000.2000S(PbSO4)/mmol·L-10.150.0240.0160.0140.0130.0160.023PbSO4在Na2SO4溶液中的溶解度(25℃)第21頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200522分步沉淀：－－－在一定條件下，使一種離子先沉淀，而其它離子在另一種條件下沉淀的現(xiàn)象叫做分步沉淀，相反的過程可稱為分步溶解或選擇性溶解。0.10mol.L-1Cl-

和0.10mol.L-1I-

的混合液中，加AgNO3例：Ksp?=1.5610-10Ksp?=1.5010-16AgClAgIAgCl和AgI開始沉淀所需的c(Ag+)分別為：AgI先沉淀第22頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200523當Cl-開始沉淀時，溶液對AgCl來說已達到飽和，這時：∴當Cl-開始沉淀時，I-早已沉淀完全了，從而達到分離的目的。結(jié)論：對于同類型的沉淀來說，Ksp小的先沉淀，溶度積差別越大，后沉淀離子的濃度越小，分離效果就越好。第23頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200524三、沉淀的轉(zhuǎn)化

沉淀的溶解

沉淀的轉(zhuǎn)化第24頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200525沉淀的溶解：

加入適當離子，與溶液中某一離子結(jié)合成水、弱酸或弱堿2H2O2NH3·H2O第25頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200526

加入適當?shù)难趸瘎┗蜻€原劑，與溶液中某一離子發(fā)生氧化、還原反應，以降低某一離子的濃度。3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O而如使CuS溶于HCl，則c(HCl)=3.61010

mol.L-1第26頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200527加入適當配合劑＋2NH3·H2O[Ag(NH3)2]+第27頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200528沉淀的轉(zhuǎn)化：－－－在含有沉淀的溶液中，加入適量試劑與某一離子結(jié)合成更難溶的物質(zhì)。例：Ksp?=9.110-6Ksp?=2.810-9總反應：第28頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright200529練習已知平衡A2B3(s)=2A3++3B2

有xmol/L的A2B3溶解，則

Ksp?(A2B3)為：（）

A.27x3B.108x5C.27x5D.108x32.難溶電解質(zhì)AB2在水溶液中部分溶解，若平衡時c(A2+)=x，c(B)=y，則難溶物的溶度積表達式：（）

A.Ksp?=x2y/2B.Ksp?=x2yC.Ksp?=xy2D.Ksp?=

(2x)2y3.Ksp?(AgCl)=1.81010，AgCl在0.001mol·L-1NaCl溶液中的溶解度(mol·L-1)：（）A.1.81010B.1.34105C.0.001D.1.81074．使CaCO3具有最大溶解度的溶液是：

A.H2OB.Na2CO3C.KNO3D.CaCl2第29頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三2023/5/2Templatecopyright2005305．溶度積規(guī)則中

為過飽和狀態(tài)；

為平衡狀態(tài)；

為未飽和狀態(tài)。6．洗滌BaSO4沉淀時，最好選用

。7.在I和Cl共存的條件下，當溶液中同時析出AgI和AgCl沉淀時，溶液中I和Cl的濃度關(guān)系為

。8.往ZnSO4溶液中通入H2S氣體時，ZnS沉淀往往不完全，甚至不產(chǎn)生沉淀。但在ZnSO4溶液中加入適量的NaAc后，再通入H2S，則ZnS可完全沉淀析出。為什么？9.將50ml含0.953gMgCl2（相對分子量為95.3）的溶液與等體積的1