《无机及分析化学》教学课件-沉淀的溶解平衡和溶度积

2020/5/23,T,1,第七章沉淀的溶解平衡和溶度积,制作：理学院化学系,2020/5/23,T,2,溶度积的概念溶解度的概念沉淀的生成沉淀的转化练习,2020/5/23,T,3,一、溶度积沉淀溶解平衡常数,在一定温度下，当沉淀和溶解速率相等时，就达到平衡。此时所得的溶液即为该温度下的饱和溶液，溶质的浓度即为饱和浓度。,2020/5/23,T,4,平衡时：,K=Ksp=c(Ag+)c(Cl-),Ksp：溶度积常数，简称溶度积,Ksp=c2(Ag+)c(CrO42-),Ksp=c3(Ca2+)c2(PO43-),2020/5/23,T,5,Ksp=cm(An+)cn(Bm-),2020/5/23,T,6,溶解度：,中学里介绍过把某温度下100克水里某物质溶解的最大克数叫溶解度.习惯上把溶解度小于0.01g/100g水的物质叫“难溶物”.其实，从相平衡的角度理解溶解度更确切，即在一定温度和压力下，固液达到平衡时的状态.这时把饱和溶液里的物质浓度称为“溶解度”，常用S（mol/L）表示.,2020/5/23,T,7,溶度积和溶解度的相互关系：,例：298K时，CaCO3的溶解度s=2.1910-5molL-1，求：CaCO3的溶度积。,平衡时(molL-1)：SS,Ksp=c(Ca+)c(CO32-)=SS=S2=(2.1910-5)2=4.810-10,2020/5/23,T,8,例1：,298K时，Ag2CrO4的溶解度S=1.310-4molL-1，计算Ag2CrO4的溶度积。,2020/5/23,T,9,平衡时/molL-1nSmS,2020/5/23,T,10,溶度积和溶解度有联系也有差别:,用Ksp比较难溶电解质的溶解性能只能在相同类型化合物之间进行，溶解度则比较直观。,解：AB型中AgCl的S大s=1.2510-5A2B型中Ag2CrO4的S大s=1.310-4,Ksp不受离子浓度的影响，而溶解度则不同。,例：AgClAg2CO3AgBrAg2CrO4Ksp1.5610-108.110-127.710-139.010-12问何种难溶物的溶解度大？,2020/5/23,T,11,溶度积规则:,用于判断沉淀平衡移动的方向，即vantHoff等温式在沉淀溶解平衡中的应用。,Qi=c(Pb2+)c2(I-),QiKsp：过饱和溶液，沉淀析出。,2020/5/23,T,12,PbI2(s),2020/5/23,T,13,二、沉淀的生成,加入沉淀剂和控制pH值酸溶解反应同离子效应和盐效应分步沉淀,2020/5/23,T,14,控制pH值：,2020/5/23,T,15,应用：,控制pH去除杂质离子是通常使用的分离方法，如CuSO4提纯。难溶氢氧化物并非一定在碱性溶液条件下才产生沉淀。,注意：,在含有0.10molL-1Fe3+和0.10molL-1Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，Ni2+仍留在溶液中，应控制pH值为多少?,例：,2020/5/23,T,16,酸溶解反应：,对于酸溶解反应来说，例如，MnS和CuS在酸中的溶解，实际上是一个包含了沉淀溶解平衡和酸碱平衡的多重平衡。,2020/5/23,T,17,PbSBi2S3CuSCdSSb2S3SnS2As2S3HgS,难溶金属硫化物：,2020/5/23,T,18,2020/5/23,T,19,加入沉淀剂（同离子效应和盐效应）：,2020/5/23,T,20,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易溶强电解质，使难溶电解质的溶解度降低的作用.,2020/5/23,T,21,盐效应,在难溶电解质饱和溶液中，加入易溶强电解质(可能含有共同离子或不含共同离子)而使难溶电解质的溶解度增大的作用。,2020/5/23,T,22,分步沉淀：,在一定条件下，使一种离子先沉淀，而其它离子在另一种条件下沉淀的现象叫做分步沉淀，相反的过程可称为分步溶解或选择性溶解。,2020/5/23,T,23,当Cl-开始沉淀时，溶液对AgCl来说已达到饱和，这时：,当Cl-开始沉淀时，I-早已沉淀完全了，从而达到分离的目的。,结论：,对于同类型的沉淀来说，Ksp小的先沉淀，溶度积差别越大，后沉淀离子的浓度越小，分离效果就越好。,2020/5/23,T,24,三、沉淀的转化,沉淀的溶解沉淀的转化,2020/5/23,T,25,沉淀的溶解：,加入适当离子，与溶液中某一离子结合成水、弱酸或弱碱,2020/5/23,T,26,加入适当的氧化剂或还原剂，与溶液中某一离子发生氧化、还原反应，以降低某一离子的浓度。,2020/5/23,T,27,加入适当配合剂,2020/5/23,T,28,沉淀的转化：,在含有沉淀的溶液中，加入适量试剂与某一离子结合成更难溶的物质。,2020/5/23,T,29,练习,已知平衡A2B3(s)=2A3+3B2有xmol/L的A2B3溶解，则Ksp(A2B3)为：（）A.27x3B.108x5C.27x5D.108x32.难溶电解质AB2在水溶液中部分溶解，若平衡时c(A2+)=x，c(B)=y，则难溶物的溶度积表达式：（）A.Ksp=x2y/2B.Ksp=x2yC.Ksp=xy2D.Ksp=(2x)2y3.Ksp(AgCl)=1.81010，AgCl在0.001molL-1NaCl溶液中的溶解度(molL-1)：（）A.1.81010B.1.34105C.0.001D.1.81074使CaCO3具有最大溶解度的溶液是：A.H2OB.Na2CO3C.KNO3D.CaCl2,2020/5/23,T,30,5溶度积规则中为过饱和状态；为平衡状态；为未饱和状态。6洗涤BaSO4沉淀时，最好选用。7.在I和Cl共存的条件下，当溶液中同时析出AgI和AgCl沉淀时，溶液中I和Cl的浓度关系为。8.往ZnSO4溶液中通入H2S气体时，ZnS沉淀往往不完全，甚至不产生沉淀。但在ZnSO4溶液中加入适量的NaAc后，再通入H2S，则ZnS可完全沉淀析出。为什么？9.将50ml含0.953gMgCl2（相对分子量为95.3）的溶液与等体积的1.8molL-1NH3H2O溶液混合，问在所得的溶液中应加入多少固体NH4Cl（相对分子量为53.5）才可防止Mg(OH)2沉淀生成？（Ksp=1.210-11,Kb=1.7610-5）,2020/5/23,T,31,9.解：c(Mg2+)=(0.953/95.3)/0.1=0.10mol.L-1c(NH3H2O)=1.8/2=0.90mol.L-1欲防止Mg(OH)2产生：Qi=c(Mg2+)c2(OH-)KspKsp=0.10c2(OH-)c(OH-)=1.110-5mo