第三章溶液與水溶液中的離子平衡

第三章溶液與水溶液中的離子平衡第1頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、溶液

一種物質(zhì)以分子或離子分散于另一種物質(zhì)中所構(gòu)成的均勻而又穩(wěn)定的體系，稱(chēng)為溶液。

溶液及濃度的表示方法

溶液組成可以有哪些形式?

氣態(tài)溶液(雖然不是液體,但按定義也是溶液)液態(tài)溶液(氣、固、液分散在液體中)固態(tài)溶液（固體分散在另一固體中）第2頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

例：58.5克食鹽溶解于100克水中，求該溶液的質(zhì)量摩爾濃度。二、溶液濃度的表示方法1．質(zhì)量摩爾濃度m單位：mol/Kg定義：每公斤溶劑中含溶質(zhì)的摩爾數(shù)。如果在WA克溶劑中溶解WB克溶質(zhì)，MB為溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，按定義，溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度公式為？第3頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

4.摩爾分?jǐn)?shù)xB

5.體積分?jǐn)?shù)3.質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)（百分濃度）2．物質(zhì)的量濃度（c）單位：mol/dm3第4頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的性質(zhì)（包括溶液的蒸氣壓、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)和滲透壓）主要取決于所含溶質(zhì)粒子的數(shù)目，而與溶質(zhì)本身的性質(zhì)無(wú)關(guān)。這些性質(zhì)稱(chēng)為依數(shù)性。3.3.1溶液的蒸氣壓下降(1)蒸氣壓

§3.1非電解質(zhì)溶液的依數(shù)性第5頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液體分子蒸氣分子蒸發(fā)：液面上能量較大的分子克服液體分子間的引力從表面逸出，成為蒸氣分子的過(guò)程，又稱(chēng)氣化。液體分子蒸氣分子ΔH>0，ΔS>0蒸氣分子液體分子凝聚：液面上空的蒸氣分子不斷運(yùn)動(dòng)時(shí)，某些蒸氣分子可能撞到液面，被液體分子吸引而進(jìn)入液體中的過(guò)程。蒸氣分子液體分子ΔH<0，ΔS<0第6頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)v(蒸發(fā))=v(凝聚)時(shí)，H2O(g)所具有的壓力p(H2O)即為該溫度下水的蒸氣壓。例：P(H2O)蒸氣分子液體分子此時(shí)，蒸氣所具有的壓力叫做該溫度下液體的飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)稱(chēng)蒸氣壓。A(l)A(g)p(H2O,l,298K)=3167Pap(H2O,l,

373K)=101.325kPaH2O(l)H2O(g)蒸發(fā)凝聚不同溶劑蒸氣壓不同，相同溶劑溫度升高，蒸氣壓增大。第7頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)溶液的蒸氣壓下降

實(shí)驗(yàn)表明：同一溫度下，溶有難揮發(fā)溶質(zhì)B的溶液中的蒸氣壓總是低于純?nèi)軇〢的蒸氣壓。p(溶液,T)<p(純?nèi)軇〢,T)拉烏爾定律：在一定溫度下，難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓下降Δp與溶液中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。即：

Δp=pA·xB=pA·(nB/n)其中xB是溶質(zhì)B在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)，pA是純?nèi)軇┑恼魵鈮骸Ｈ芤簼舛仍酱?，蒸氣壓下降越多難揮發(fā)、非電解質(zhì)、稀溶液第8頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸氣分子液體分子溶質(zhì)分子溶劑的一部分表面被難揮發(fā)的溶質(zhì)微粒所占據(jù)，使得單位時(shí)間內(nèi)從溶液中蒸發(fā)出的分子數(shù)減少，溶液的蒸發(fā)速率降低，使系統(tǒng)在較低的蒸氣壓下重建平衡，導(dǎo)致溶液蒸氣壓下降。溶液蒸氣壓下降的原因：第9頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1.2溶液的沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降(1)液體的沸點(diǎn)當(dāng)p(液體)=p(大氣)時(shí)，液體就會(huì)沸騰，此時(shí)的溫度稱(chēng)為該液體的沸點(diǎn)(bp)。100℃時(shí)，p(H2O,l)=p(外)=101325Pa，所以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃。(2)液體的凝固點(diǎn)或固體的熔點(diǎn)當(dāng)某物質(zhì)p(液相)=p(固相)時(shí)，固-液達(dá)到平衡，此時(shí)的溫度稱(chēng)為該物質(zhì)的凝固點(diǎn)(fp)或熔點(diǎn)。如:H2O（S）H2O（l）0℃時(shí)，p(H2O,s)=p(H2O,l)=610.6Pa第10頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月△Tbp

=Tbp’–

Tbp=kbp?m△Tfp

=Tfp–Tfp’=kfp?m(3)溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降與溶液的質(zhì)量摩爾濃度成正比。Kbp、Kfp分別稱(chēng)為沸點(diǎn)上升常數(shù)、凝固點(diǎn)下降常數(shù)，單位為K·kg·mol-1,僅與溶劑的性質(zhì)有關(guān)。T/Kp(H2O,g)/Pa101325611水冰Tfp’Tbp’ΔTbpΔTfp溶液TfpTbpTbp’>TbpTfp<Tfp’水溶液沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降示意圖第11頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.溶液的滲透壓半透膜：僅允許溶劑分子而不允許溶質(zhì)分子通過(guò)的薄膜。滲透壓：為維持半透膜所隔開(kāi)的溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡而需要的額外壓力。滲透現(xiàn)象——被半透膜隔開(kāi)的兩邊溶液的濃度不相等時(shí)，溶劑通過(guò)半透膜從稀溶液進(jìn)入濃溶液的現(xiàn)象.溶液滲透壓示意圖Π純水溶液第12頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月范特霍夫公式：反滲透：在濃溶液一側(cè)增加較大的壓力可使溶劑進(jìn)入稀溶液（或溶劑）。依此可實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、海水的淡化、工業(yè)廢水和污水的處理。溶液越濃，滲透壓越大。意義：滲透壓在生物學(xué)上具有重要意義。有機(jī)體的細(xì)胞膜大多具有半透膜的性質(zhì)，滲透壓是引起水在生物體中運(yùn)動(dòng)的重要推動(dòng)力。半透膜溶液純水FΠ的單位：kPa第13頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

測(cè)定溶質(zhì)分子的相對(duì)摩爾質(zhì)量設(shè)質(zhì)量為WB的溶質(zhì)溶于質(zhì)量為WA的溶劑中，則有：

干燥劑的工作原理CaCl2、NaOH、P2O5等易潮解的固態(tài)物質(zhì)，常用作干燥劑。因其易吸收空氣中的水分在其表面形成溶液，該溶液蒸氣壓較空氣中水蒸氣的分壓小，使空氣中的水蒸氣不斷凝聚進(jìn)入溶液而達(dá)到消除空氣中水蒸氣的目的。

蒸氣壓下降的應(yīng)用第14頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月凝固點(diǎn)下降的應(yīng)用防凍劑工作原理

冬天為防止汽車(chē)水箱結(jié)冰，可加入甘油、乙二醇等以降低水的凝固點(diǎn)，避免因結(jié)冰、體積膨脹而使水箱破裂。冷凍劑工作原理比如在冰水中加氯化鈣固體,降低水的凝固點(diǎn)，可以用該溶液在更低的溫度下冷卻反應(yīng)體系。食鹽-冰（30gNaCl+100gH2O(s)）-22℃CaCl2-冰（42.5gCaCl2+100gH2O(s)）-55℃第15頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滲透壓的應(yīng)用測(cè)定分子的相對(duì)摩爾質(zhì)量

利用滲透壓原理，在醫(yī)學(xué)上注射時(shí)需采用等滲溶液;利用反滲透原理，可實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、海水的淡化、工業(yè)廢水和污水的處理。第16頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

解：已經(jīng)知道水的Kb=0.512K.kg.mol-1

利用例3.1

把2.000克某不揮發(fā)有機(jī)物溶解在50克水中，測(cè)定其沸點(diǎn)在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下升高了0.16K，求該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。第17頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3.2將0.115g奎寧溶解在1.36g樟腦中，測(cè)得凝固點(diǎn)下降10.3℃，試計(jì)算奎寧的分子量。解：設(shè)M為奎寧的分子量

查表3-1，得樟腦的凝固點(diǎn)下降常數(shù)答：奎寧的分子量為328。第18頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：根據(jù)Π=cBRT有：775kPa=cB×8.314Pa.m3.mol-1.K-1×310K

cB=(775/8.314×310)mol.dm-3

=0.3mol.dm-3或:

cB=0.3mol.dm-3×180g.mol-1=54g.dm-3例3.3：37℃時(shí),血液的滲透壓為775kPa。問(wèn)與血液具有相同滲透壓的葡萄糖(C6H12O6)靜脈注射液的濃度(g.dm-3)。第19頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

§3.2水溶液中的單相離子平衡3.2.1水的離子積和水溶液的pH值H2O+H2OH3O++OH-電離H2OH++OH-水的離子積常數(shù)25℃時(shí)，Kw=1.0×10-14.pH=-lgc(H+)第20頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.2酸和堿在水溶液中的電離平衡1.酸和堿的概念酸堿質(zhì)子理論（J.N.Br?nsted等人1923年提出）如在水溶液中，HCl(aq）H+(aq)+Cl-(aq)HAc(aq)H+(aq)+Acˉ(aq)NH4+(aq) H+(aq)+NH3(aq)HCO3-(aq)H+(aq)+CO32-(aq)

●反應(yīng)中任何能給出質(zhì)子的分子或離子叫做酸(質(zhì)子給體);●反應(yīng)中任何能接受質(zhì)子的分子或離子叫做堿(質(zhì)子受體);●酸堿反應(yīng)是質(zhì)子由質(zhì)子給體向質(zhì)子受體轉(zhuǎn)移的過(guò)程.酸、堿可以是分子，也可以是離子。酸給出質(zhì)子后可以再結(jié)合質(zhì)子，因此酸給出質(zhì)子后就變?yōu)閴A酸

質(zhì)子+堿共軛關(guān)系共軛酸堿對(duì)第21頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.酸和堿在水溶液中的離子平衡及pH值的計(jì)算電離平衡，平衡常數(shù)稱(chēng)為電離常數(shù)Ka或Kb，其值可由熱力學(xué)數(shù)據(jù)求算，也可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OHˉ(aq)△fGmθ-26.57-237.18-79.37-157.29△rGmθ=(-79.37)+(-157.29)–(-237.18)-(-26.57)=27.09kJ·mol-1Kb=1.79×10-5例：第23頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）一元弱酸HA(aq)H+(aq)+Aˉ(aq)如HF(Ka=3.53×10-4)和HAc(Ka=1.76×10-5)均為一元弱酸，但HF的酸性比HAc強(qiáng)。

同類(lèi)型弱酸的相對(duì)強(qiáng)弱可由Ka的大小得出。若不考慮Ka的量綱，則第24頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溶液越稀，其解離度α越大。該關(guān)系叫做稀釋定律。設(shè)一元弱酸HA的濃度為c,解離度為α HAH++A-起始濃度c00平衡濃度c(1-α) cα

cαα和Ka都可用來(lái)表示酸的強(qiáng)弱，但α隨濃度c而變；在一定溫度時(shí)Ka不隨濃度變化，是一個(gè)常數(shù)。第25頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3.3

已知HAc的Ka=1.76×10-5，計(jì)算3.0%米醋(含HAc濃度為0.50mol·dm-3)的pH值。

解：設(shè)米醋溶液中H+的平衡濃度為xmol·dm-3,則 HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq)平衡濃度/mol·dm-30.50–x x x∵c/Ka

>400，∴0.50–x≈0.5

pH=–lgc(H+)

=–lg(2.97×10-3)=3–0.47=2.53第26頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）一元弱堿B(aq)+H2O(l)=BH+(aq)+OHˉ(aq)若不考慮Ka的量綱，則當(dāng)α很小時(shí)，第27頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月任何共軛酸堿的解離常數(shù)之間均存在這樣的關(guān)系：Ka與Kb成反比，酸越強(qiáng)，其共軛堿越弱，反之亦然。所以水的離子積常數(shù)堿B的共軛酸BH+的Ka為第28頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多元弱酸(堿)的解離是分級(jí)進(jìn)行的，每一級(jí)解離都有一個(gè)解離常數(shù)。以磷酸為例：一級(jí)解離：

二級(jí)解離：

三級(jí)解離：

（3）多元弱酸和多元弱堿第29頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可見(jiàn)，Ka,3<<K

a,2

<<K

a,1，每級(jí)解離常數(shù)相差3～6個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，H+濃度的計(jì)算以一級(jí)解離為主。計(jì)算H+濃度時(shí)，若Ka,2

/K

a,1<10-3，可忽略二、三級(jí)解離平衡。

比較多元弱酸的酸性強(qiáng)弱時(shí)，只需比較它們一級(jí)解離常數(shù)值即可。多元弱堿和多元弱酸有著類(lèi)似的規(guī)律。第30頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3.4已知H2CO3的Ka,1=4.30×10-7，K

a,2

=5.61×10-11。計(jì)算0.0200mol·dm-3H2CO3溶液中H+和的濃度及pH值。解：∵Ka,2<<Ka,1，求c(H+)只需考慮一級(jí)電離pH=–lg(9.27×10–5)

=4.03H2CO3H++HCO3 HCO3H++CO32￣

第一步解離生成的H+抑制了第二步解離，因此

c(H+)≈c(HCO3￣)≈9.27×10-5mol·dm-3

c(CO32￣)=Ka,2=5.61×10-11mol·dm-3第31頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.3緩沖溶液和pH的控制在弱酸溶液中加入該酸的共軛堿，或在弱堿溶液中加入該堿的共軛酸，使得弱酸或弱堿的解離度降低的現(xiàn)象，稱(chēng)為同離子效應(yīng)。比如，往HAc溶液中加入NaAc，由于NaAc=Na++Ac-，溶液中c(Ac-)增大，使得HAc的解離平衡：HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq)向左移動(dòng)，HAc的解離度降低。在弱酸、弱堿溶液中加入具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使某一離子的濃度發(fā)生改變，可以引起弱電解質(zhì)解離平衡的移動(dòng)。（1）同離子效應(yīng)第32頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3.5在0.100mol·dm-3HAc溶液中加入一定量固體NaAc，使NaAc的濃度等于0.100mol·dm-3，求該溶液中H+濃度、pH和HAc的電離度α，并與0.100mol·dm-3HAc溶液的離解度α進(jìn)行比較。解：設(shè)已電離的HAc的濃度為x

mol·dm-3 HAc=H++Ac￣起始濃度/mol·dm-3 0.100.1平衡濃度/mol·dm-30.1–x

x

0.1+x

∴c(H+)=xmol·dm-3=1.76×10-5mol·dm-3,pH=4.75第33頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月經(jīng)比較,同離子效應(yīng)使αHAc從1.33%降為0.018%,c(H+)從1.34×10-3mol·dm-3減少到1.76×10-5mol·dm-3(降低76倍)。在0.100mol·dm-3的HAc溶液中，根據(jù)∴c(H+)=1.33×10-3mol·dm-3,pH=2.88第34頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）緩沖溶液弱酸及其共軛堿或弱堿及其共軛酸所組成的溶液具有一個(gè)重要性質(zhì)：該溶液的pH值在一定范圍內(nèi)不因稀釋或外加少量酸或堿而發(fā)生顯著變化，即對(duì)外加的酸和堿具有緩沖能力，這種溶液稱(chēng)作緩沖溶液。Ac-H+H+OH-

以HAc和NaAc的混合溶液為例:NaAc=Na++Ac- HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq)HAcH2OAc-對(duì)抗加進(jìn)來(lái)的酸，而HAc對(duì)抗加進(jìn)來(lái)的堿，最終維持溶液的pH值基本保持不變。第35頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)加入大量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，使溶液中的Ac￣或HAc耗盡，則溶液將失去緩沖能力。組成緩沖溶液的一對(duì)共軛酸堿，如HAc–Ac￣，NH4+-NH3稱(chēng)為緩沖對(duì)。用通式表示緩沖對(duì)之間存在的平衡：

共軛酸共軛堿+H+當(dāng)c(共軛酸)=c(共軛堿)時(shí)，pH=pKa。因此，選擇具有一定pH值的緩沖溶液時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用pKa接近或等于pH值的弱酸與其共軛堿的混合溶液。對(duì)于弱酸-共軛堿或弱堿-共軛酸緩沖體系都適用。第36頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：50.00cm3緩沖溶液中加入鹽酸后總體積為50.05cm3，加入的1.000mol·dm￣3鹽酸由于稀釋?zhuān)瑵舛茸優(yōu)椋河捎诩尤氲腍+的量相對(duì)于溶液中Acˉ的量而言很小，可認(rèn)為加入的H+完全與Acˉ結(jié)合成HAc分子。于是c(HAc)=(0.1000+0.001)mol·dm￣3=0.101mol·dm￣3,c(Acˉ)=(0.1000–0.001)mol·dm￣3=0.099mol·dm￣3例3.6

若在50.00cm3含有0.1000mol·dm￣3HAc和0.1000mol·dm￣3NaAc的緩沖液中，加入0.050cm31.000mol·dm￣3鹽酸，求其pH值。

第37頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工業(yè)：金屬電鍍、制革、染料、半導(dǎo)體工業(yè)；農(nóng)業(yè)：土壤中多種有機(jī)酸及其共軛堿組成的緩沖系統(tǒng)，使土壤維持一定pH值保證植物的正常生長(zhǎng)；生物學(xué)：H2CO3-NaHCO3形成的緩沖系統(tǒng)使人體血液維持在pH≈7.4。緩沖溶液的應(yīng)用第38頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月緩沖溶液共軛酸堿對(duì)pKa緩沖范圍HCOOH/NaOHHCOOH-HCOO–3.752.75-4.75HAc-NaAcHAc-Ac

–4.753.75-5.75NaH2PO4-Na2HPO4H2PO4–

HPO42–7.216.21-8.21NH3·H2O-NH4ClNH4+-NH39.258.25-10.25NaHCO3-Na2CO3HCO3–-CO32–10.259.25-11.25Na2HPO4-NaOHHPO42–

-PO43–12.6611.66-13.66常用緩沖溶液的緩沖范圍第39頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§3.3溶度積規(guī)則及其應(yīng)用難溶電解質(zhì)在水溶液中，存在固體和溶液中離子之間的平衡，即溶解平衡，又稱(chēng)為多相離子平衡。3.3.1溶解平衡和溶度積Ag++Cl-溶解結(jié)晶AgCl(s)V溶解=V結(jié)晶，達(dá)到溶解平衡，此時(shí)的溶液為飽和溶液。AgClAg+Cl-平衡常數(shù)表達(dá)式為第40頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)溫度一定時(shí)，難溶電解質(zhì)的飽和溶液中離子濃度的乘積為一常數(shù)Ksp，該平衡常數(shù)稱(chēng)為溶度積常數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)溶度積。若不考慮K的單位，則上式簡(jiǎn)化為對(duì)于通式：nAm+(aq)+mBn-(aq)AnBm(s)平衡常數(shù)Ksp的數(shù)值既可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，也可以用熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算。Ksp與濃度無(wú)關(guān)，受溫度的影響。第41頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：多相離子平衡ΔfGmθ/kJ.mol-1-109.8077.12-131.26例3.7根據(jù)熱力學(xué)原理計(jì)算298.15K時(shí)AgCl的溶度積。Ag++Cl-AgCl(s)ΔrGmθ=(-131.26)+77.12-(-109.80)=55.66kJ.mol-1第42頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3.8已知CaCO3的溶解度在25℃時(shí)是9.327×10-5mol·L-1，求CaCO3的溶度積常數(shù)。解：因?yàn)镃aCO3完全電離，所以CaCO3飽和溶液中[Ca2+]=[CO32-]=9.327×10-5mol·L-1Ksp(CaCO3)=[Ca2+][CO32-]=(9.327×10-5)2=8.7×10-9第43頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溶度積和溶解度的關(guān)系若以s(mol·dm-3)表示溶解度，則對(duì)于AB型難溶電解質(zhì)（如AgCl,CaCO3,BaSO4等），有CaCO3(s)=Ca2+(aq)+CO32-(aq)平衡濃度/mol·dm-3

s

sA2B型或AB2型難溶電解質(zhì)(如Ag2CrO4，Mg(OH)2等，有Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡濃度/mol·dm-32s

s難溶電解質(zhì)的溶度積和溶解度都表示其溶解能力的大小。第44頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)同類(lèi)型的難溶電解質(zhì)，可用溶度積Ksp的大小來(lái)比較溶解度s的大小，但不同類(lèi)型的難溶電解質(zhì)則不宜直接用溶度積Ksp的大小來(lái)比較溶解度s的大小。電解質(zhì) CaCO3 AgCl Ag2CrO4

Ksp 4.96×10-9 1.77×10-10 1.12×10-12

s 7.04×10-51.33×10-56.54×10-5關(guān)系式

思考：可以用Ksp的大小判斷溶解度的大小嗎？第45頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.溶度積規(guī)則

AnBm(s)=nAm+(aq)+mBn-(aq)用Q表示任意狀態(tài)下有關(guān)離子濃度的乘積，即離子積。Q

＞Ksp,有沉淀析出，過(guò)飽和溶液→飽和溶液Q=Ksp,溶解-結(jié)晶達(dá)到平衡，飽和溶液Q＜Ksp,

無(wú)沉淀析出，或沉淀溶解，不飽和溶液→飽和溶液3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用溶度積規(guī)則當(dāng)Q>K

，平衡逆向移動(dòng)；當(dāng)Q=K

，處于平衡狀態(tài)；當(dāng)Q<K

，平衡正向移動(dòng)。第46頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3.9往盛有1.00dm3純水的燒杯中加入0.10cm30.010mol·dm-3的CaCl2溶液和0.10cm30.010mol·dm-3Na2CO3溶液。問(wèn)此時(shí)是否有沉淀生成？當(dāng)繼續(xù)往溶液中加入固體Na2CO3

，使Na2CO3的濃度達(dá)0.025mol·dm-3，此時(shí)溶液有什么變化？解：(1)混合溶液中Ca2+和CO32-的濃度分別為：c(Ca2+)=(0.10×10-3×0.010)/1.00=1.0×10-6mol·dm-3c(CO32-)=(0.10×10-3×0.010)/1.00=1.0×10-6mol·dm-3Q=c(Ca2+)·c(CO32-)=1.0×10-12Ksp(CaCO3)=4.96×10-9Q<Ksp，無(wú)沉淀生成(2)c(Ca2+)=1.0×10-6mol·dm-3c(CO32-)=0.025

mol·dm-3Q=c(Ca2+)·c(CO32-)=2.50×10-8>Ksp=4.96×10-9

溶液中有白色的CaCO3沉淀生成。第47頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3.10

廢水中Cr3+的濃度為0.010mol·dm-3,加入固體NaOH使之生成Cr(OH)3沉淀,設(shè)加入固體NaOH后溶液體積不變，計(jì)算：1)

開(kāi)始生成沉淀時(shí)，溶液中OH-的最低濃度;

2)

若要使Cr3+的濃度小于7.7×10-5mol·dm-3以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)溶液的pH值最小應(yīng)為多少？解：1)Cr(OH)3(s)=Cr3+(aq)+3OH-(aq)若要生成沉淀，必使

Q

>

Ksp。設(shè)c(OH-)=xQ=c(Cr3+)·c(OH-)3=0.010x3≥6.3×10-31，則

c(OH-)=x≥

4.0×10-10mol·dm-32)若要使Cr3+濃度小于7.7×10-5mol·dm-3，必使大量Cr3+沉淀除去。則Q=c(Cr3+)·c(OH-)3

=7.7×10-5x3≥6.3×10-31,得

c(OH-)

=x≥2.0×10-9mol·dm-3pOH=–lgc(OH-)≤8.7，即pH≥14–8.7=5.3第48頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

同離子效應(yīng)在難溶電解質(zhì)飽和溶液中加入含有共同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)時(shí)，難溶電解質(zhì)的溶解度降低。這種現(xiàn)象叫做同離子效應(yīng)。CaCO3(s)Ca2++CO32-Na2CO32Na++CO32-此時(shí)：Q(CaCO3)>KSP(CaCO3)，向生成CaCO3的方向移動(dòng)，使CaCO3的溶解度降低。比如：第49頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解:⑴

在水中

Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+).{c(OH-)}2

1.2×10-11=4s3解得：s[Mg(OH)2]=1.4×10-4mol.dm-3例3.11求25℃時(shí)Mg(OH)2在水中的溶解度和在0.5mol.dm-3氨水中的溶解度。(已知Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11）∴s[Mg(OH)2]=c(Mg2+)

=1.33×10-6mol.dm-3Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+).{c(OH-)}2=c(Mg2+)×(0.003)2=1.2×10-11同離子效應(yīng)使Mg(OH)2的溶解度降為原來(lái)的一百分之一。⑵在氨水中第50頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.沉淀的轉(zhuǎn)化CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)Na2CO3(s)CO32-(aq)+2Na+(aq)+CaCO3(s)Ksp[CaSO4]=7.10×10-5Ksp[CaCO3]=4.96×10-9平衡時(shí)Ca2+濃度為7.04×10-4mol·dm-3CaSO4轉(zhuǎn)化成了溶度積更小的CaCO3沉淀。Ksp[Ca3(PO4)2]=2.07×10-33平衡時(shí)Ca2+的濃度為3.42×10-7mol·dm-3Na3PO4Ca3(PO4)2第51頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月沉淀的轉(zhuǎn)化：一種沉淀向另一種更難溶的沉淀轉(zhuǎn)化的過(guò)程。沉淀轉(zhuǎn)化程度可以用反應(yīng)的平衡常數(shù)K來(lái)表達(dá)。如：PbCl2(s)

+2I-(aq)PbI2(s)+2Cl-(aq)

白黃Ksp(PbCl2)=1.6×10-5 Ksp(PbI2)=1.39×10-8第52頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月污水處理中沉淀的轉(zhuǎn)化：FeS(s)+Cd2+CdS(s)+Fe2+

K=1.0×1010FeS(s)+Hg2+HgS(s)+Fe2+

K

=5.8×1033第53頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.沉淀的溶解根據(jù)溶度積規(guī)則，離子積Q

＞Ksp,有沉淀析出Q=Ksp,溶解-結(jié)晶達(dá)到平衡Q＜Ksp,

沉淀溶解沉淀溶解的條件：降低溶度積常數(shù)中相關(guān)離子的濃度，使Q＜Ksp

。沉淀溶解的方法：1）利用酸堿反應(yīng)；2）利用氧化還原反應(yīng)。第54頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于