难溶电解质的溶解.ppt

难溶电解质的溶解平衡 一 固体物质的溶解度和溶解性1 固体物质的溶解度在一定温度下 某固体物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量 叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度 符号 S 单位 克 g 2 固体物质的溶解性与溶解度的关系 二 难溶电解质的溶解平衡1 沉淀溶解平衡 1 概念 在一定条件下 当难溶电解质的溶解速率与溶液中的有关离子重新生成沉淀的速率相等时 此时溶液中存在的溶解和沉淀间的动态平衡 称为沉淀溶解平衡 溶解平衡时的溶液是饱和溶液 2 特征 逆 等 动 定 变 3 影响因素 内因 溶质本身的性质绝对不溶的物质是没有的 同是难溶物质 溶解度差别也很大 易溶溶质只要是饱和溶液也可存在溶解平衡 外因 遵循平衡移动原理 浓度 加水 平衡向溶解方向移动 温度 升温 多数平衡向溶解方向移动 少数平衡向生成沉淀的方向移动 如Ca OH 2的溶解平衡 同离子效应 2 溶度积常数 1 难溶电解质的溶度积常数的含义AgCl s Ag aq Cl aq 当溶解与结晶速度相等时 达到平衡状态Ksp AgCl Ag Cl 为一常数 该常数称为难溶电解质的溶度积常数 简称溶度积 2 难溶电解质的溶度积常数用Ksp表示 通式 AnBm s nAm aq mBn aq 则Ksp AnBm Am n Bn m练习 BaSO4 Ag2CrO4 Mg OH 2 Fe OH 3的溶度积 Ksp的物理意义 1 Ksp的大小只与反应温度有关 而与难溶电解质的质量无关 2 表达式中的浓度是平衡时离子的浓度 此时的溶液是饱和溶液 3 由Ksp可以比较同种类型难溶电解质的溶解度的大小 不同类型的难溶电解质不能用Ksp比较溶解度的大小 3 溶度积与溶解度之间的关系 例1 已知CaCO3的溶解度在25 时是9 327 10 5mol L 求CaCO3的溶度积常数 解 因为溶解的CaCO3完全电离 而1molCaCO3含有1molCa2 和1molCO32 因此CaCO3饱和溶液中 Ca2 CO32 9 327 10 5mol LKsp CaCO3 Ca2 CO32 9 327 10 5 9 327 10 5 8 7 10 9答 略 解 1 设AgCl的溶解度为S1 mol L 则 AgCl s Ag aq Cl aq 平衡S1S1 2 设Ag2CrO4的浓度为S2 mol L 则 Ag2CrO4 s 2Ag aq CrO42 aq 平2S2S2 例2 已知Ksp AgCl 1 56 10 10 Ksp Ag2CrO4 9 0 10 12 试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度 用g L表示 在水中 AgCl溶解度小于Ag2CrO4的溶解度 例3 把足量的AgCl放入1L1 0mol L的盐酸溶液中溶解度是多少 g L 解 设AgCl的溶解度为S mol L AgCl s Ag aq Cl aq 平SS 1 1 AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的小 已知Ksp AgCl 1 56 10 10 4 溶度积规则 离子积 AnBm s nAm aq mBn aq Qc Ksp时 沉淀从溶液中析出 溶液过饱和 体系中不断析出沉淀 直至达到平衡 此时Qc Ksp 2 Qc Ksp时 沉淀与饱和溶液的平衡Qc Ksp时 溶液不饱和 若体系中有沉淀 则沉淀会溶解直至达到平衡 此时Qc Ksp Qc Am n Bn mQc称为离子积 其表达式中离子浓度是任意的 为此瞬间溶液中的实际浓度 所以其数值不定 但对一难溶电解质 在一定温度下 Ksp为一定值 溶度积规则 例1 下列情况下 有无CaCO3沉淀生成 1 往盛有1 0L纯水中加入0 1mL浓度为0 01mol L的CaCl2和Na2CO3 2 改变CaCl2和Na2CO3的浓度为1 0mol L呢 Ca2 CO32 0 1 10 3 0 01 1 0 10 6mol LQc Ca2 CO32 10 12 Ksp CaCO3 4 96 10 9因此无CaCO3沉淀生成 Ca2 CO32 10 4mol LQc Ca2 CO32 10 8 Ksp CaCO3因此有CaCO3沉淀生成 三 沉淀溶解平衡的应用 1 沉淀的生成根据溶度积规则 当溶液中离子浓度的乘积大于溶度积时 就会有沉淀生成 常用的方法有如下几种 加入沉淀剂控制溶液的酸度同离子效应 例1 向1 0 10 3mol dm 3的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液 求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的 Ag CrO42 沉淀完全时 Ag 解 Ag2CrO42Ag CrO42 Ksp Ag 2 CrO42 CrO42 沉淀完全时的浓度为1 0 10 5mol dm 3故有 2 沉淀的溶解Qc Ksp时 沉淀发生溶解 使Qc减小的方法有 1 利用氧化还原方法降低某一离子的浓度 2 生成弱电解质 如 H2SFeSFe2 S2 S NO H2O 3 生成络合物 例银铵溶液的配制 4 加足量的水 3 分步沉淀溶液中含有几种离子 加入某沉淀剂均可生成沉淀 沉淀生成的先后顺序按离子积大于溶度积的先后顺序沉淀 叫作分步沉淀 对同一类型的沉淀 Ksp越小越先沉淀 且Ksp相差越大分步沉淀越完全 如AgCl AgBr AgI对不同类型的沉淀 其沉淀先后顺序要通过计算才能确定 如AgCl和Ag2CrO4一般认为沉淀离子浓度小于1 0 10 5mol L时 则认为已经沉淀完全 例如 溶液中同时存在浓度均为0 01mol L 1的Cl Br I 三种离子 在此溶液中逐滴加入0 1mol L 1AgNO3溶液 则最先生成AgI 其次是AgBr 最后是AgCl沉淀 4 沉淀的转化加入可与体系中某些离子发生反应生成更难溶电解质的离子 平衡会向溶解的方向移动 同时生成另一种溶解度更小的沉淀 即由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程 如 BaCO3 CrO42 BaCrO4 CO32 例1 如果溶液中Fe3 和Mg2 的浓度均为0 10mol L 使Fe3 完全沉淀而使Mg2 不沉淀的pH条件是什么 pOH 10 8 pH 3 2 解 Fe OH 3Fe3 3OH Ksp Fe3 OH 3 4 0 10 39Fe3 沉淀完全时的 OH 为 Mg2 开始沉淀的pH值为 pOH 4 9 pH 9 1 因此 只要控制pH值在3 2 9 1之间即可使Fe3 定量沉淀而使Mg2 不沉淀 练习 1 AgCl的Ksp 1 80 10 10 将0 001mol LNaCl和0 001mol LAgNO3溶液等体积混合 是否有AgCl沉淀生成 解 两溶液等体积混合后 Ag 和Cl 浓度都减小到原浓度的1 2 c Ag c Cl 1 2 0 001mol L 0 0005mol L在混合溶液中 则C Ag c Cl 0 0005 2 2 5 10 7 Ksp 所以有AgCl沉淀生成 2 将AgNO3溶液加入氯化钠溶液中 再依次加入溴化钠溶液 碘化钾溶液会出现不同颜色的沉淀 沉淀的颜色变化是 出现这种颜色变化的原因是 溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质 3 已知AgCl的Ksp 1 80 10 10 Ag2CrO4的Ksp 1 1 10 12 在0 1mol LKCl和0 1mol LK2CrO4混合溶液中 逐滴加入AgNO3溶液 问AgCl和Ag2CrO4两种电解质 哪个最先产生沉淀 解 设混合液中产生AgCl沉淀时 所需c Ag 为xmol L 而产生Ag2CrO4沉淀时 所需c Ag 为ymol L 根据溶度积常数表达式 则X Ksp Cl 1 8 10 9Y Ksp CrO42 1 2 3 3 10 6 因为x y 就是说产生AgCl沉淀时所需c Ag 远小于产生Ag2CrO4沉淀时所需c Ag 所以 在混合溶液中 逐滴加入AgNO3溶液时