沉淀溶解平衡-無(wú)機(jī)化學(xué)-課件-06.ppt

1、第六章 沉淀溶解平衡, 6.3 兩種沉淀之間的平衡, 6.2 沉淀的生成與溶解, 6.1 溶解度和溶度積, 6.1 溶解度和溶度積,一. 溶解度,定義,在一定溫度下，達(dá)到溶解平衡時(shí)，一定量的溶劑中含有溶質(zhì)的質(zhì)量，叫做溶解度。通常以符號(hào) S 表示。 對(duì)水溶液來(lái)說(shuō)，通常以飽和溶液中每100g 水所含溶質(zhì)質(zhì)量來(lái)表示，即以：g /100g水表示。,在一定溫度下，將難溶電解質(zhì)晶體放入水中時(shí)，就發(fā)生溶解和沉淀兩個(gè)過(guò)程。,二. 溶度積,在一定條件下，當(dāng)溶解和沉淀速率相等時(shí)，便建立了一種動(dòng)態(tài)的多相離子平衡，可表示如下：, 溶度積常數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)溶度積 (solubility product)。,二.溶度積和溶解度關(guān)

2、系,溶解度:單位g /100g 換算為 molL-1.,則 K sp= cn(Am+)cm(Bn- ),K sp = S2,b. A2B型 (2:1型),K sp = (2S)2S = 4S3,c. AB2型 (1:2型),K sp = S (2S)2 = 4S3,同一類(lèi)型電解質(zhì) AgCl AgBr AgI K sp 1.7710-10 5.3510-13 8.5110-17 溶解度減小,不同類(lèi)型電解質(zhì) AgCl Ag2CrO4 K sp 1.7710-10 1.1210-12 溶解度減小,例 ：25oC，AgCl的溶解度為1.9210-3 gL-1，求同溫度下AgCl的溶度積。,例：25oC

3、，已知 (Ag2CrO4)=1.110-12，求 同溫下S(Ag2CrO4)/gL-1。,解：,表 一些難溶電解質(zhì)的溶度積與溶解度的關(guān)系,注意,Ksp只與溫度有關(guān),與溶液中離子濃度無(wú)關(guān),而溶解度不僅與溫度有關(guān),也與溶液中離子濃度有關(guān), 6.2 沉淀的生成與溶解,四. 配合物的生成對(duì)溶解度的影響 沉淀的配位溶解,三. pH 值對(duì)溶解度的影響 沉淀的酸溶解,二. 同離子效應(yīng),一. 溶度積規(guī)則,沉淀溶解平衡的反應(yīng)商判據(jù),即溶度積規(guī)則：,一. 溶度積規(guī)則, J 平衡向左移動(dòng)，沉淀析出；, J = 處于平衡狀態(tài)，飽和溶液；, J 平衡向右移動(dòng)，無(wú)沉淀析出； 若原來(lái)有沉淀存在，則沉淀溶解。,PbCrO4(

4、s),例：,BaCO3的生成。, 加 BaCl2 或 Na2CO3, 加酸,溶度積規(guī)則的應(yīng)用 沉淀的生成 (1).開(kāi)始沉淀與沉淀完全 開(kāi)始沉淀: J Ksp 沉淀完全: ci 1.010-5molL-1 (2).分步沉淀 當(dāng)溶液中存在有兩種或多種被沉淀離子時(shí),若逐滴加入沉淀劑, 則沉淀的生成將分步進(jìn)行,這種先后沉淀的現(xiàn)象稱(chēng)為分步沉淀。,二. 同離子效應(yīng),1.同離子效應(yīng) 在難溶電解質(zhì)溶液中加入與其含有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)，而使難溶電解質(zhì)的溶解度降低的作用。,例題：求 25時(shí)， Ag2CrO4在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度。,解：,三. pH 值對(duì)溶解度的影響 沉淀的酸

5、溶解,1.難溶金屬氫氧化物,溶于酸,pH=14+1/n lgKsp/Mn+,pH=14+1/n lgKsp/10-6,溶于酸也溶于堿,類(lèi)似的化合物，只要金屬具兩性，均可得到如此曲線(xiàn). 如 Cu(OH)2、Zn(OH)2、Cr(OH)3等.,Zn(OH)2生成 Zn(OH)2沉淀 Zn(OH)2溶解,溶于銨鹽,難溶金屬氫氧化物的溶解 (hydroxide) M (OH) n (s) M n+ (aq) + nOH- (aq) ，Ksp,由此可計(jì)算氫氧化物開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH值。在化學(xué)反應(yīng)試劑生產(chǎn)中，控制Fe3+離子的含量是恒量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。除去Fe3+離子雜質(zhì)的方法之一是控制溶液p

6、H值。 1、大多數(shù)氫氧化物溶解度都比較小。 2、氫氧化物開(kāi)始沉淀和沉淀完全不一定在堿性環(huán)境。 3、由于各沉淀物沉淀的pH不同，故可通過(guò)控制pH達(dá)到分離金屬離子的目的。,例題：在含有0.10molL-1 Fe3+和 0.10molL-1 Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在溶液中，應(yīng)控制pH值為多少?,3.2 Fe3+10-6,7.2,pH,可將pH值控制在 1.9 7.2 之間,Fe3+沉淀完全,Ni2+開(kāi)始沉淀,例題： 在0.20L的 0.50molL-1 MgCl2溶液中加入等體積的 0.10molL-1的氨水溶液，問(wèn)有無(wú)Mg(OH)2沉淀生成？為了不使 Mg(OH)2沉淀析

7、出，至少應(yīng)加入多少克NH4Cl(s)？ (設(shè)加入NH4Cl(s)后體積不變),解：,25,.,0,10,1,.,5,),Mg,(,),(Mg(OH),),OH,(,12,2,2,-,+,-,=,c,c,四. 配合物的生成對(duì)溶解度的影響 沉淀的配位溶解,當(dāng)難溶化合物的溶度積不很小，且配合物的生成常數(shù)比較大時(shí)，就有利于配位溶解反應(yīng)的發(fā)生。,例題：室溫下，在1.0L氨水中溶解0.10mol固體的AgCl(s)，問(wèn)氨水的濃度最小應(yīng)為多少?,氧化配位溶解：,氧化還原溶解：,沉淀溶解的方法：,酸（堿或 鹽）溶解,氧化還原溶解,配位溶解,氧化 配位（王水）溶解,沉淀生成的計(jì)算與應(yīng)用,例： 向 1.0102

8、moldm3 CdCl2 溶液中通入 H2S 氣體 ，,1) 求開(kāi)始有 CdS 沉淀生成時(shí)的 S2 ；,2) Cd2+ 沉淀完全時(shí)，S2 是多大？,當(dāng) S2 8.01025 moldm3 時(shí)，開(kāi)始有 CdS 沉淀生成。,2） 一般情況下，離子與沉定劑生成沉淀物后在溶液中的殘留濃度低于 1.0105 moldm3 時(shí)，則認(rèn)為該離子已被沉淀完全。,依題意 Cd2+1.0105 moldm3 時(shí)的 S2 為所求。,即當(dāng) S2 8.01022 moldm3 時(shí)，Cd2+ 已被沉淀完全。,4.3 兩種沉淀之間的平衡,二. 沉淀的轉(zhuǎn)化,一. 分步沉淀,1L溶液,一. 分步沉淀,實(shí)驗(yàn)：,分步沉淀的次序：,

9、與 的大小及沉淀的類(lèi)型有關(guān) 沉淀類(lèi)型相同，被沉淀離子濃度相同， 小者先沉淀， 大者后沉淀； 沉淀類(lèi)型不同，要通過(guò)計(jì)算確定。, 與被沉淀離子濃度有關(guān),例題：某溶液中含Cl和 ，它們的濃度分別是 0.10mol.L-1和0.0010mol.L-1，通過(guò)計(jì)算證明，逐滴加入AgNO3試劑，哪一種沉淀先析出。當(dāng)?shù)诙N沉淀析出時(shí)，第一種離子是否被沉淀完全(忽略由于加入AgNO3所引起的體積變化)。,解：析出AgCl(s)所需的最低Ag+濃度,例: 使 0.01 mol ZnS 溶于 1dm3 鹽酸中，求所需鹽酸的最低濃度。,解：當(dāng) 0.01mol 的 ZnS 全部溶解于 1dm3 鹽酸時(shí)，生成的 Zn2+

10、 0.01 moldm3，與 Zn2+ 相平衡的 S2 可由沉淀溶解平衡求出。,當(dāng) 0.01mol 的 ZnS 全部溶解時(shí)，產(chǎn)生的 S2 將與鹽酸中的 H+ 結(jié)合成 H2S ，且假設(shè) S2 全部生成 H2S ，則溶液中 H2S0.01 moldm3,根據(jù) H2S 的電離平衡，由 S2 和 H2S 可以求出與之平衡的 H+ ，,故,這個(gè)濃度是平衡時(shí)溶液中的 H+，原來(lái)的鹽酸中的H+ 與 0.01mol 的 S2 結(jié)合生成 H2S 時(shí)消耗掉 0.02 mol 。故所需的鹽酸的起始濃度為 0.096 moldm3。,上述計(jì)算可以通過(guò)總的反應(yīng)方程式進(jìn)行,反應(yīng)開(kāi)始時(shí)濃度 H+0 0 0,平衡時(shí)相對(duì)濃度

11、H+00.02 0.01 0.01,即,所以,故有 H+0 0.096 moldm3,二. 沉淀的轉(zhuǎn)化,沉淀的轉(zhuǎn)化:把一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的過(guò)程。,條件:生成沉淀的溶解度小于反應(yīng)沉淀的溶解度。,例題：在1LNa2CO3溶液中使0.010mol的CaSO4全部轉(zhuǎn)化為CaCO3,求Na2CO3的最初濃度為多少?,解：,結(jié)論：,沉淀類(lèi)型不同，計(jì)算反應(yīng)的 。,沉淀類(lèi)型相同, 大（易溶)者向 ?。y溶)者轉(zhuǎn)化容易，二者 相差越大，轉(zhuǎn)化越完全，反之 小者向 大者 轉(zhuǎn)化困難；,第六章 復(fù)習(xí),1、溶度積,定溫下，難溶電解質(zhì)AnBm在水溶液中存在如下沉淀-溶解平衡：,相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)叫溶度積,則 K sp

12、= cn(Am+)cm(Bn- ),例1、已知Ksp (AgCl) 1.78 10-10， Ksp (Ag2CrO4) 1.78 10-10，試求AgCl和Ag2CrO4的溶解度,解：（1）設(shè)AgCl的溶解度為S1（mol dm-3),AgCl(s) = Ag+(aq) + Cl-(aq),平 S1 S1,Ksp = S12,(2)設(shè)Ag2CrO4的溶解度為S2（mol dm-3),Ag2CrO4(s) = 2Ag+(aq) + CrO42-(aq),平 2S2 S2,Ksp = 4S23,S2 =6.54 10-5,2、溶度積規(guī)則,三種情況: (1) J = Ksp 飽和溶液 達(dá)動(dòng)態(tài)平衡 (2) J Ksp 過(guò)飽和溶液,沉淀析出 直至溶液飽和,溶度積規(guī)則,3.同離子效應(yīng) 難溶電解質(zhì)溶液中，加入含有與難溶電解質(zhì)相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)的溶解度減小，這種現(xiàn)