難溶電解質(zhì)的沉淀與溶解

難溶電解質(zhì)的沉淀與溶解第1頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、溶度積常數(shù)

一定T,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)當(dāng)溶解與結(jié)晶速度相等時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)AgCl的溶解達(dá)到飽和。K=[Ag+][Cl-]為一常數(shù)，該常數(shù)稱為溶度積常數(shù)，用Ksp，AgCl表示。例1、計(jì)算298K時(shí)AgCl的Ksp,AgCl解：AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)

第2頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四通式:AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)則Ksp，AnBm=[Am+]n[Bn-]m在一定溫度下，難溶電解質(zhì)的沉淀-溶解平衡常數(shù)Ksp為該溫度下飽和溶液中各離子濃度系數(shù)次方的乘積，為常數(shù)。

例如：Fe(OH)3Fe3++3OH-;Ksp=[Fe3+][OH]3

MgNH4PO4Mg2++NH4++PO43-

Ksp=[Mg2+][NH4+][PO43-]第3頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

Ksp的意義:a.具有平衡常數(shù)的一切性質(zhì)b.反應(yīng)了該物質(zhì)在一定溫度下的最大溶解程度，故稱溶度積常數(shù),簡(jiǎn)稱溶度積。同一類型的電解質(zhì)，可以用Ksp直接比較溶解度的大小，不同類型的難溶電解質(zhì)，不能用Ksp比較。例Ksp,AgCl＝1.7710-10，Ksp,AgBr＝5.3510-13溶解度AgCl>AgBr與Ksp,Ag2CrO4＝1.0810-10不能比較。C.反應(yīng)了難溶電解質(zhì)的生成難易程度。Ksp越大,越難沉淀

第4頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例2已知Ksp,AgCl＝1.7810-10，Ksp,Ag2CrO4＝1.1210-12，試求AgCl和Ag2CrO4在水中的溶解度(2)設(shè)Ag2CrO4的溶解度為S2（mol.dm-3),則：Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平2S2S2解：（1）設(shè)AgCl的溶解度為S1（mol.dm-3),則：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

平S1S1

第5頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平S

S

＋11Ksp與溶解度進(jìn)行直接換算須反應(yīng)無(wú)其他副反應(yīng)(如水解,絡(luò)合等)注意:應(yīng)用:沉淀洗滌,為減少損失,用具有相同離子的酸或堿洗滌例3、把足量的AgCl放入1dm31.0mol.dm-3的鹽酸溶液中溶解度是多少?

由于同離子效應(yīng),溶解度大大降低.第6頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四附:溶度積與溶解度的關(guān)系概念不同溶度積—指一定溫度下難溶強(qiáng)電解質(zhì)飽和溶液中，離子濃度系數(shù)次方的乘積。用Ksp表示溶解度—指一定溫度下飽和溶液的濃度。即該溶質(zhì)在此溫度下的最大溶解度。用S表示，單位是：g/100mL水。

溶解度的數(shù)值還與溶液中溶解的離子有關(guān)，但Ksp不管在什么溶液中都是常數(shù)。

Ksp只適用于難溶強(qiáng)電解質(zhì)；但S適用于強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)和難溶電解質(zhì)。第7頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、溶度積規(guī)則及其應(yīng)用

AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)(1)Q>Ksp時(shí)，沉淀從溶液中析出（溶液過(guò)飽和）(2)Q=Ksp時(shí)，沉淀與飽和溶液的平衡

Q<Ksp時(shí)，溶液不飽和，若體系中有沉淀，則沉淀會(huì)溶解其中Q=(CA)n(CB)m1.溶度積規(guī)則第8頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解：CCa2+=CCO32-=0.110-30.01/1.0

=10-6

mol.dm-3

Q=CCa2+·CCO32-=10-12<Ksp,CaCO3=4.9610-9因此無(wú)CaCO3沉淀生成。例1（1）往盛有1.0dm3純水中加入0.1cm3濃度為0.01mol.dm-3的CaCl2和Na2CO3:（2）改變CaCl2和Na2CO3的濃度為1.0mol.dm-3,則

CCa2+=CCO32-=10-4mol.dm-3

Q=CCa2+

·

CCO32-=10-8>Ksp,CaCO3因此有CaCO3沉淀生成。第9頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（1）沉淀的生成:a有無(wú)沉淀生成?判據(jù)：當(dāng)Q>Ksp時(shí)有沉淀生成b沉淀的完全程度?依據(jù)：溶液中被沉淀離子濃度<10-6mol/l

AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)二、溶度積規(guī)則的應(yīng)用第10頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解:（1）CCa2+=0.002x20/40=0.001mol/lCSO42-=0.001mol/lQ=CCa2+·CSO42-=10-6<Ksp

CaSO4=2x10-4無(wú)沉淀產(chǎn)生（2）CBa2+=0.002x20/40=0.001mol/lQ=CBa2+·CSO42-

=10-6>Ksp

BaSO4=1.1x10-10有沉淀產(chǎn)生例1、(1)取0.002mol/l的Na2SO4溶液20ml加入到20ml0.002mol/l的CaCl2溶液中,問(wèn)（1）有無(wú)沉淀生成?（2）若用0.002mol/l的BaCl2溶液代替,有無(wú)沉淀生成?第11頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(3)Ba2+可否沉淀完全?

[Ba2+][SO42-]=Ksp(BaSO4)=1.1x10-10[Ba2+]=(Ksp)1/2=10-5mol/l>10-6故不完全沉淀.解決辦法：加入過(guò)量Na2SO4(同離子效應(yīng))(4)取0.004mol/l的Na2SO4溶液20ml，Ba2+可否沉淀完全?

BaSO4

→Ba2++SO42-平衡濃度XX+0.001≈0.001X=[Ba2+]=Ksp/[SO42-]=1.1x10-10/0.001=1.1x10-7mol/lBa2+可沉淀完全由于CSO42-=0.001mol/l，CBa2+=0.001mol/l等量反應(yīng)但反應(yīng)后BaSO4

→Ba2++SO42-沉淀溶解平衡仍存在與Ba2+反應(yīng)后剩余CSO42-=（0.004x20-0.002x20）/40=0.001mol/l第12頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四結(jié)論:1.沉淀的產(chǎn)生及完全程度主要與Ksp的大小有關(guān)。(Ksp小的物質(zhì),易于產(chǎn)生沉淀；且易完全沉淀.)2.對(duì)于Ksp稍大的物質(zhì),可加入過(guò)量沉淀劑使其完全沉淀；沉淀劑不宜過(guò)量50%(a.防止鹽效應(yīng)發(fā)生。b.沉淀劑與沉淀形成配合物等)第13頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四分析ZnS沉淀過(guò)程：H2S

2H++S2-隨著S2-與Zn2+的反應(yīng),H+濃度不斷改變。Q<Ksp時(shí)不會(huì)有沉淀產(chǎn)生。剛有沉淀時(shí),指Q=Ksp時(shí)，H2S需至少電離多少S2-，此時(shí)H+是多少Zn2+沉淀完全,即溶液中[Zn2+]剩有10-6時(shí),需H2S電離多少S2-,此時(shí)H+是多少？例2、向0.1moldm-3的ZnCl2溶液中通H2S氣體至飽和時(shí)，溶液中剛有ZnS沉淀生成，求此時(shí)溶液的[H+]=?Zn2+沉淀完全時(shí),[H+]=?

Zn2++S2-

ZnS第14頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解:溶液中剛有ZnS沉淀生成ZnS

Zn2++S2-

H2S

2H++S2-=0.85moldm-3第15頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解:溶液中ZnS沉淀完全

H2S

2H++S2-=2.7x10-3moldm-3[H+]在0.85～2.7x10-3moldm-3之間沉淀,即pH=0.07～2.57第16頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四H2S

2H++S2-Ka=Ka1Ka2Zn2++S2-ZnS

1/Ksp

總反應(yīng)H2S

+Zn2+

2H++ZnS另一解法:

[H+]在0.85～2.7x10-3moldm-3之間ZnS沉淀第17頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例3.將0.080dm3,0.20mol·dm-3的氨水和0.020dm3,0.10mol·dm-3的MgCl2溶液混合后，(1)有無(wú)Mg(OH)2沉淀生成？(2)要使體系中不產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀，可在溶液中加入固體NH4Cl，問(wèn)加入NH4Cl多少克可達(dá)到此目的？(K?sp(Mg(OH)2)=1.8×10-11,K?b(NH3)=1.8×10-5,M(NH4Cl)=53.5)

分析:要產(chǎn)生Mg(OH)2,必須有OH-,OH-來(lái)源于NH3的電離Mg(OH)2Mg2++2OH-NH3+H2ONH4++OH-要不產(chǎn)生Mg(OH)2,Q<Ksp,控制[OH-]不能超過(guò)一定值,通過(guò)加入NH4+第18頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解(1)混合后

(COH-)2(CMg2+)=5.78x10-8>Ksp,有沉淀生成

NH4Cl加入后，具有同離子效應(yīng)，或者說(shuō)NH3與NH4+組成緩沖溶液，則:CNH3＝0.16mol/dm3

CMg2+＝0.02mol/dm3

若不生成Mg(OH)2沉淀，允許存在的OH-最大濃度為：第19頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四CNH4+＝0.096mol/dm3

第20頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四a.對(duì)于同一類型電解質(zhì),由于Ksp不同,沉淀所需沉淀劑濃度不同,因此,可通過(guò)控制沉淀劑濃度使不同離子分別沉淀而達(dá)到分離的目的。b.在化學(xué)研究中對(duì)于某些難溶物質(zhì)尤其硫化物，其溶解度與酸度密切相關(guān)，不僅溶解不同硫化物需要的酸度不同，沉淀不同硫化物需要的酸度也不同；因此可通過(guò)控制酸度使不同金屬離子分別沉淀而達(dá)到分離的目的。(2)分步沉淀含有兩種或兩種以上離子的混合溶液中通過(guò)控制沉淀劑濃度或溶液酸度而使離子分別沉淀的方法----分步沉淀第21頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四對(duì)同一類型的沉淀，當(dāng)離子濃度相同時(shí),Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全;對(duì)離子濃度不同或類型不同的沉淀，其沉淀先后順序要通過(guò)計(jì)算才能確定。例如：在含有等濃度的Cl-和I-的混合溶液中，逐滴加入含Ag+的溶液，則溶解度小的AgI（Ksp=8.52x10-17）先沉淀，而溶解度大的AgCl（Ksp=1.77x10-10）后沉淀,通過(guò)控制Ag+濃度，可以使之分開(kāi)。

第22頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例1.現(xiàn)有溶液中含有0.01mol/l的Ba(NO3)2和0.01mol/l的Pb(NO3)2,當(dāng)逐滴加入K2CrO4溶液時(shí),通過(guò)計(jì)算說(shuō)明產(chǎn)生沉淀的順序。（Ksp（PbCrO4）=1.8×10-14，Ksp（BaCrO4）=1.2×10-10）解:產(chǎn)生BaCrO4沉淀所需最小[CrO42-]為:[CrO42-]

=Ksp/[Ba2+]=1.2×10-10/0.01=1.2×10-8mol·dm-3,產(chǎn)生PbCrO4沉淀所需最小[CrO42-]為:[CrO42-]=Ksp/[Pb2+]=1.8×10-12

mol·dm-3∴PbCrO4先沉淀。當(dāng)Ba2+開(kāi)始沉淀時(shí),[CrO42-]為1.2x10-8mol/l,此時(shí)[Pb2+]為:[Pb2+]=Ksp/[CrO42-]

=1.8x10-14/1.2x10-8=10-6mol·dm-3,已沉淀完全第23頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例2：如果溶液中Fe3+和Mg2+的濃度均為0.10moldm-3,使Fe3+定量沉淀完全而使Mg2+不沉淀的酸度條件是什么?

pOH=10.8,pH=3.2時(shí)，沉淀完全解:Fe(OH)3Fe3++3OH-

Ksp=[Fe3+][OH-]3=4.0×10-39Fe3+沉淀完全時(shí)的[OH-]為:第24頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Mg開(kāi)始沉淀的pH值為:即pOH=4.9,pH=9.1時(shí)，開(kāi)始沉淀因此,只要控制pH值在3.2~9.1之間即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。第25頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例3、如果溶液中Zn2+和Fe2+的濃度均為0.10moldm-3,能否利用通入H2S氣體使Zn2+和Fe2+定量分離？Zn2+和Fe2+分離完全的PH值為多少?（Ksp（ZnS）=2×10-22，Ksp（FeS）=6×10-18

Ka(H2S)=10-20）解：初步判斷ZnS先沉淀

Zn2++H2SZnS+2H+-----1Fe2++H2SFeS+2H+-----2第26頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Zn2+

沉淀完全時(shí)的pH值為：控制pH值在2.65-2.88之間即可將Zn2+和Fe2+分離完全Fe2+

開(kāi)始沉淀時(shí)的PH值為：

pH=2.65pH=2.88第27頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(3)沉淀的轉(zhuǎn)化

在含有沉淀的溶液中，加入適當(dāng)試劑，與溶液某一離子結(jié)合成為更難溶的物質(zhì)的現(xiàn)象。

如:BaCO3(s)+CrO42-BaCrO4(s)+

CO32-第28頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期四H2SFeSFe2++S2-

S+NO+H2O(4)沉淀的溶解

Q<Ksp時(shí),沉淀發(fā)生溶解。使Q減小的方法主要是降低某一離子的濃度，可以