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第五章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡 第5节 沉淀溶解平衡 1 5.5.1 难溶电解质的溶度积 什么是难溶电解质？ 什么是沉淀溶解平衡？ 沉淀溶解平衡的常数称为什么？其表达式 如何书写？ 沉淀溶解平衡常数有哪些特点？ 如何获得沉淀溶解平衡常数的数值？ p难溶电解质 通常将298.15K时，通常在100g水中溶解度小于 0.01 g的化合物称为难溶电解质。 p沉淀溶解平衡 难溶电解质在水中，在水分子的作用下，有解离 形成水合阴阳离子的趋势（溶解过程），同时这 些水合阴阳离子也有重新回到难溶电解质表面的 趋势（沉淀过程）。 溶解过程和沉淀过程速率相等时即达到沉淀溶解 平衡。 3 1.溶度积沉淀溶解平衡常数 Ksp 溶度积常数，简称溶度积。 Ksp具有标准平衡常数的特征，取决于难溶电解质 的本性和温度。 Ksp反映了难溶电解质溶解能力。 Ksp值可以通过查表得到 课本 P138 例5-17 什么是难溶电解质的溶解度？ 溶解度和溶度积的换算关系如何？ 如何用溶度积来比较难溶电解质的溶解度 大小？ 2.溶度积和溶解度 溶解度（s/molL-1 ）：一定温度下1L难溶电解质 饱和溶液中所含溶质的物质的量。 设难溶强电解质 在纯水中的溶解度为s,则达到 平衡有 msns 6 AB型 AB3或A3B型 AB2或A2B型 平衡浓度/（ mol/L) 对同一类型难溶电解质可以用Ksp的大小来比较 其s的大小， Ksp越大，则s越大。 对于不同类型的难溶电解质，则不能通过Ksp直 接比较溶解度的大小，而是需要通过具体计算对s 加以判断。 课本 P139 例5-18 7 例：比较室温下AgCl和Ag2CrO4的溶解度 298K, Ksp(AgCl)1.7710-10， Ksp(Ag2CrO4)1.1210-12， 影响沉淀溶解平衡移动的因素有哪些？ 这些因素作用的机制如何？ 3.沉淀溶解平衡的移动 有两种重要因素影响沉淀溶解平衡的 移动：同离子效应、盐效应 a. 同离子效应 在难溶电解质饱和溶液中加入与其含有相 同离子的强电解质，而使难溶电解质的溶 解度降低的效应。 课本 P140 例5-19 b.盐效应 将难溶电解质溶液置于与其没有相同离子 的强电解质溶液中，而使难溶电解质的溶 解度增大的效应。 9 什么是难溶电解质的离子积，其与溶度积 有何区别和联系？ 什么是溶度积规则？ 溶度积规则通过Q和Ksp的比较，判断沉淀平衡移动的方向。 离子积积 Q： 在某一状态下，难溶电解质的溶液中离 子浓度的乘积为离子积，符号Q表示。 Q Ksp，过饱过饱 和溶液，沉淀析出。 4.溶度积规则 11 化学热力学等温方程式有： 5.5.2 沉淀的生成和溶解 1.沉淀的生成 根据溶度积的规则， 条件： 过饱和溶液，生成沉淀 常用方法： （1）加入沉淀剂。如在AgNO3溶液中加入KCl溶液 ，当 时 ，就会有AgCl沉淀析出，而KCl就是沉淀剂。 课本 P141 例5-20 （2）控制溶液的酸度，即pH。一些阴离子 在形成难溶电解质时，受到溶液 酸度的影响。 12 加入沉淀剂 例：25时，某种溶液中，c(SO42-)为为 6. 010-4 molL-1 。若在 40.0L该该溶液中，加入 0.010 molL-1 BaCl2溶液 10.0L ，是否能生成BaSO4 沉淀？ 13 有BaSO4沉淀生成 控制溶液pH值 一些阴离子（CO32-，PO43-，OH-，S2-）在 形成难溶电解质时，受到溶液酸度的影响。 例5-21：使浓度为0.01molL-1的Fe3+开始沉淀和 沉淀完全时溶液的pH？已知 解： Fe(OH)3(s) = Fe3+(aq) + 3OH- (aq) 沉淀开始时为饱和溶液 开始沉淀时pOH=12.19，pH=1.81 14 沉淀完全时， 15 课本 P142 例5-22 2.分步沉淀 溶液中若同时时存在两种或以上可与某沉淀剂剂反 应应的离子，则则加入这这种沉淀剂时剂时 存在先后沉淀即 为为分步沉淀。 离子积积先超过过其溶度积积的难难溶电电解质质先发发生 沉淀。 16 17 分步沉淀的两种情况： （1）生成的沉淀类型相同。 被沉淀离子的起始浓度基本相同时，依据各沉淀溶度积 由小到大的顺序依次生成各种沉淀。例如溶液中同时存在浓 度均为0.01 的 三种离子，在溶液逐滴加 入0.1 的 溶液，则最先生成AgI,然后是AgBr, 最后是AgCl沉淀。 （2）生成的沉淀类型不同。 可能离子的起始浓度不同，不能只根据溶度积的大小判 断沉淀的顺序，必须根据溶度积规则先算出各种离子沉淀所 需沉淀剂的最小浓度，然后按照所需沉淀剂的最小浓度判断 依次生成的各种沉淀。 课本 P142 例5-23 3.沉淀的溶解 依据溶度积规则积规则 ，具备备条件Q Ksp可使沉淀 析出。那么相应应减小相关离子的浓浓度使 得Q Ksp ，沉淀就会溶解。减小离子浓浓度的办办法有： 1、酸溶解法 由在难难溶电电解质饱质饱 和溶液中加入酸后，酸与溶 液中的阴离子生成弱电电解质质或气体，降低了阴离子 的浓浓度，沉淀发发生了溶解。 例如： 溶于盐盐酸，其反应过应过 程如下： 18 溶液中的氢氢氧根离子参与两个平衡系统统，即水的解 离平衡和 的沉淀溶解平衡，使得两个平 衡相互竞竞争 而构成多重平衡关系，这这个平衡叫 做竞竞争平衡，其平衡常数叫做竞竞争平衡常数，用符 号 表示。 19 由于弱电解质水的生成，显著降低了氢氧根离子的 浓度，使沉淀溶解，只要有足够量的盐酸就可使沉 淀完全溶解。总反应为： 的大小可以判断难溶物的酸溶情况。 越大，难溶物越易溶于酸 越小，难溶物越难溶于酸 应用酸溶解硫化物时，其竞争平衡如下： 例如：这些硫化物溶于酸的竞争平衡常数 从数值上可以看出，MnS的酸溶解平衡常数较大， 说明反应的完全程度高，CuS的酸溶解平衡常数很 小，说明其在酸中的溶解度很低。实验证明： MnS 易溶于强酸，甚至可以溶于弱酸醋酸中；FeS可溶 于酸（如盐酸）中，但不溶于醋酸等弱酸； CuS几 乎不溶于非氧化性强酸中，只溶于氧化性强酸如硝 酸中。 课本 P144 例5-24 3.氧化还还原法 在沉淀溶解平衡系统统中加入适当的氧化剂剂或者还还原剂剂，使 相关离子发发生氧化还还原反应应来降低离子的浓浓度，使沉淀溶解。 3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 3S+ 2NO+ 4H2O 2.配位溶解法 在沉淀溶解平衡系统统中加入配位剂剂，使相关离子结结合形 成稳稳定的配离子，从而沉淀溶解。 AgCl (s) + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl- 22 4.沉淀的转化 23 往含有沉淀的溶液中加入适当的试剂，与沉淀中 的某一种离子结合生成