沉淀溶解平衡精选PPT课件.ppt

1,9.1 溶度积常数,9.3 沉淀的溶解与转化,9.2 沉淀生成的计算和应用,(Precipitation-Dissolution Equilibrium),第9章 沉淀-溶解平衡,Precipitation-Dissolution Equilibrium,第九章 沉淀-溶解平衡,.,2,理解溶度积常数与溶解度的关系； 掌握沉淀生成的计算与应用； 掌握沉淀的溶解和转化的计算与应用。,基本要求：,重点：,溶度积常数与溶解度的关系； 沉淀的生成、溶解和转化。,沉淀的生成、溶解和转化的相关计算和应用。,难点：,3,9.1 溶度积常数,（Solubility Product Constant),9.1.1 沉淀溶解平衡的实现,在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。,1、动态平衡状态,.,4,5,2、溶度积常数,一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：,6,可简写为,一般沉淀反应,AnBm(s) nAm+(aq)+mBn-(aq),7,在一定温度下难溶强电解质的饱和溶液中，各离子浓度的幂的乘积是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积(Ksp ) (Solubility Product Constant) 。,3溶度积常数的意义,8,4. 举例,（2）在多相离子平衡中, 必须有未溶解的固相存在，其浓度视为1。,9,溶度积,Q= c(Am+) n c(Bn-) m,AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq),离子积,10,11,例：计算说明410-5molL-1的AgNO3和同浓度 的K2CrO4等体积混合时，有无Ag2CrO4沉淀析 出？ Ksp(Ag2CrO4)=1.1210-12,解： Ag2CrO4(s) 2Ag+ (aq) + CrO42-(aq) 起始浓度/(molL-1) 210-5 210-5,c(Ag+)=c(CrO42-)=210-5molL-1,12,9.1.3 同离子效应和盐效应,（1）引出,AgCl(s) Ag+(aq) + Cl(aq),13,在难溶电解质的饱和溶液中，加入含具有相同离子的强电解质时，平衡向左移动，难溶电解质的溶解度降低的现象称之为同离子效应。,（2）定义,14,（3）计算,15,解：,PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I- (aq),298K，PbI2 在水中的溶解度,16,在0.010molL-1KI溶液中的溶解度,PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I-(aq),17,18,（4）结论,PbI2在KI溶液中的溶解度小于在纯水中溶解度是同离子效应所致。在实际应用中，可加入适当过量沉淀剂，使沉淀反应趋于完全。,19,从溶液中析出物的沉淀常含有杂质，要得到纯净的沉淀，就必须洗涤。,为了减少洗涤过程中沉淀的损失，常用与沉淀含有相同离子的溶液来洗涤，而不用纯水。,广泛用于分离提纯和分析鉴定。,（5）应用,20,（1）引出,0 0.04molL-1，S 减小，同离子效应起主导作用；,大于0.04molL-1，S 增大，同离子效应不起主导 作用。,0.04molL-1 ，S最小， 同离子效应最大；,PbSO4在含相同离子的Na2SO4溶液中的溶解度(25),21,AgCl在含有不同离子的KNO3溶液中的溶解度(298K),22,在难溶电解质溶液中加入不同名离子，也会使沉淀的溶解度增大。,加入适当过量的同名易溶强电解质，同离子效应起主导作用，溶解度减小；,加入大量过量的同名易溶强电解质，同离子效应不起主导作用，反而会因其它副反应，使沉淀的溶解度增大；,三个结论,23,（2）定义,在难溶电解质溶液中，因加入易溶强电解质而使难溶电解质溶解度增大的效应叫盐效应。,（3）解释（离子氛，Ion-Atmosphere）,由于加入易溶强电解质后,溶液中的各种离子总浓度增大了，增强了离子间的静电作用。,24,在Ag+的周围有更多的负离子(主要是NO3-),形成了“离子氛”；在Cl-的周围有更多的正离子(主要是K+)也形成了“离子氛”；使Ag+ 、Cl-受到较强的牵制作用，降低了它们的有效浓度。,故在单位时间内与沉淀表面碰撞次数减少，沉淀过程变慢，溶解过程暂时超过了沉淀过程，平衡向溶解的方向移动，建立新平衡时，难溶电解质的溶解度就增大。,25,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,26,（4）结论,难溶电解质溶液,易溶强电解质 （盐 酸 碱）,27,同离子效应和盐效应对Ag2CrO4溶解度的影响,28,9.1.4 溶解度和溶度积的关系,1. 相同之处,29,同类型难溶电解质指化学式中阴阳离子数之比相同的化合物。 AB：BaSO4AgClAgBr， A2B：Ag2CrO4Ag2S， AB2：CaF2MgF2，,30,不同类型难溶电解质是指化学式中阴阳离子数之比不同的化合物：ABA2BAB2,S,AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),平衡浓度/(mol.L-1),S,31,Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+ CrO42-(aq),32,33,溶度积和溶解度的对比,34,2. 不同之处,35,3. 对产生偏差的分析,假定1：难溶电解质溶于水的部分全以简单的水合离子存在，无其它存在形式。,Ag(OH)2- ，H2Cl+,假定2：难溶电解质的溶解部分是完全解离的。,Fe(OH)2+ , FeOH2+,AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq),Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq),36,1. 难溶金属氢氧化物,开始沉淀,完全沉淀,M(OH)n(s) Mn+(aq)+ nOH-(aq),9.2 沉淀生成的计算与应用,37,讨论M(OH)n溶解度与pH的定量关系,很明显：要使沉淀生成，c(OH-)要大，则c(H+)要小，pH要大。,38,1 2 3 4 5 6 7 8 9,0,0.05,0.10,pH,Fe(OH)3,Cu(OH)2,Ni(OH)2,Co(OH)2,S/(molL-1),难溶金属氢氧化物的S-pH图,39,所有难溶的氢氧化物的溶解性随溶液酸度的增大而增大。,40,解：（1）Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) +2OH- (aq),例：在0.2L的0.5molL-1MgCl2溶液中加入等体 积0.1molL-1的氨水溶液，试通过计算： （1）判断有无Mg(OH)2沉淀产生； （2）为不使沉淀产生，加入的NH4Cl（s）的质量最低为多少（设加入固体NH4Cl后溶液的体积不变）?,41,Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH-(aq),NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + OH-(aq),42,+ 2NH4+ (aq) 2NH3+2H2O,（2）Mg(OH)2(s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq),Mg(OH)2(s) +2NH4+(aq) Mg2+(aq) +2NH3(aq) +2H2O(l),43,2. 金属硫化物,MS(s) M2+(aq) + S2-(aq),S2-(aq) + H2O(l) HS-(aq) + OH-(aq),考虑S2-的水解,故难溶金属硫化物的多相离子平衡应写作,MS(s) +H2O(l) M2+(aq) +HS-(aq) +OH-(aq),平衡常数表达式,44,MS(s) + H2O(l) M2+(aq) + HS-(aq) + OH-(aq),+ H3O+ 2H2O,难溶金属硫化物MS在酸中的沉淀-溶解平衡,MS(s) + 2H3O+(aq) M2+(aq) + H2S(aq) + 2H2O(l),+ H3O+ H2S+H2O,45,46,硫化物的溶解性,47,例：在浓度为0.010molL-1FeSO4溶液中通入H2S气体,使其成H2S饱和溶液（c(H2S)=0.10molL-1）, 用HCl调节 pH，使c(HCl) = 0.30molL-1, 判断能否生成FeS沉淀。 (Kspa = 6102),QKspa ，无沉淀生成。,解: 已知c(Fe2+) = 0.010molL-1, c(H3O+) = 0.30molL-1 c(H2S) = 0.10molL-1,FeS(s) + 2H3O+(aq) Fe2+(aq) + H2S(aq) + 2H2O(l),48,当溶液中存在多种离子时，加入某种沉淀剂后，可分别与多种离子发生反应而先后产生沉淀的现象称为 分步沉淀 。,49,50,51,AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),AgI 沉淀完全。,52,（3）Ag+同时满足两个平衡,53,9.3 沉淀的溶解与转化,( Formation and Transformation of Precipitation ),9.3.1 沉淀在酸中的溶解,定义：难溶电解质的溶解度随溶液pH 的减小而增大的效应叫酸效应。,54,例题：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，应控制pH值为多少?,Fe3+沉淀完全,Ni2+开始沉淀,2.82 c(Fe3+)10-5,pH,可将pH值控制在 2.82 6.85 之间。,55,CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq),9.3.2 沉淀的转化,56,57,58,第 9 章,第 5 题第 7 题第10题第14题第16题第18题,59,2.010-29 B) 3.210-12 C) 6.310-18 D) 5.110-27,60,A)3.010-3 B)5.710-3 C)1.610-3 D)9.010-4,2. 已知在CaF2(Ksp = 5.310-9)与CaSO4(Ksp = 9.110-6)混合物的饱和溶液中，c(F-) = 1.810-3mol L-1则CaSO4的溶解度为_（ ） mol L-1。,61,3. 已知Ksp(Ag2SO4)=1.410-5, Ksp(AgCl)=1.810-10, Ksp(BaSO4)=1.110-10, 将等体积的0.0020 mol L-1的Ag2SO4与2.010-6 mol L-1的BaCl2溶液混合，将会出现（ ）,A) BaSO4沉淀 B) AgCl沉淀 C) AgCl与BaSO4共沉淀 D) 无沉淀,62,A) 1.1 10-4 B) 4.8 10-5 C) 1.2 10-8 D) 8.3 10-5,63,5. 欲使CaCO3在水溶液中溶解度增大，可以采用的方法是（ ）,A) 加入1.0 mol L-1 N