第9章+沉淀溶解平衡-2011-夏令营.ppt

1,第9章沉淀溶解平衡,Chapter9EquilibriumofPrecipitation-Dissolution,2,9.1溶度积常数（solubilityproductconstant）,9.2沉淀的生成（FormationofPrecipitation）,9.3沉淀的溶解（DissolutionofPrecipitation）,9.4沉淀的转化（TransformationofPrecipitation）,9.5分步沉淀（FractionalPrecipitation）,本章教学内容,3,BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)当溶解与结晶速度相等时，达到平衡状态,9.1溶度积常数,Kspy：溶度积常数(solubilityproduct)。,4,Kspy：溶度积常数(solubilityproduct)。Kspy严格讲应采用活度积，但由于溶解度很小，活度系数1，可采用浓度代替。,式中省略了M和B的离子电荷,对通式,5,溶度积和溶解度的关系,中学的溶解度表示法,AgCl在25时的溶解度为0.000135g/100gH2O,HgS在25时的溶解度为0.0000013g/100gH2O,溶解度用S(molL-1）表示计算更方便：,平衡浓度,nS,mS,型,型,其余类推。,6,解：(1)设AgCl的溶解度为S1（moldm-3)，则：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡时S1S1,例题：已知Ksp,AgCl1.7710-10，Ksp,Ag2CrO41.1210-12，求AgCl和Ag2CrO4的溶解度。,(2)设Ag2CrO4的溶解度为S2（moldm-3),则：Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡时2S2S2,虽然Ag2CrO4的Ksp较小，但这里溶解度却比AgCl的大,17,7,溶度积和溶解度两者之间有联系也有差别与溶解度概念应用范围不同，Kspy只用来表示难溶电解质的溶解度；Kspy不受离子浓度或活度的影响，而溶解度则不同。用Kspy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。,同一类型的电解质，可以用Ksp直接比较溶解度的大小，不同类型的难溶电解质，不能用Ksp比较。,8,(1)相同类型大的S也大减小S减小(2)不同类型的比较要通过计算说明.,moldm-3,分子式,溶度积,溶解度/,AgBr,AgI,AgCl,1.810-10,Ag2CrO4,1.310-5,5.010-13,7.110-7,8.310-17,9.110-10,1.110-12,6.310-5,溶度积和溶解度,9,溶度积规则,AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq),(1)QKsp时，沉淀从溶液中析出（溶液过饱和）(2)Q=Ksp时，沉淀与饱和溶液处于平衡状态QKsp,例题：向1.010-3moldm-3的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液，求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的Ag+?（忽略溶液体积的变化）。CrO42-沉淀完全时,Ag+=?（设沉淀完全时CrO42-的浓度为1.010-6moldm-3）,沉淀完全时CrO42-的浓度为1.010-6moldm-3，故有,15,H2S2H+S2-,例题：向0.10moldm-3的ZnCl2溶液中通H2S气体至饱和时，溶液中刚有ZnS沉淀生成，求此时溶液的H+=?（已知ZnS的）,=0.76moldm-3,解:ZnSZn2+S2-,pH=0.12,16,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(即构晶离子)的易溶强电解质，使难溶电解质的溶解度降低的效应。,同离子效应和盐效应,17,例题：求25时，Ag2CrO4在0.010molL-1K2CrO4溶液中的溶解度。,Solution,7,纯水中,18,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。,19,盐效应,AgCl在KNO3溶液中的溶解度(25),0.000.001000.005000.0100,1.2781.3251.3851.427,c(KNO3)/molL-1,AgCl溶解度/10-5(molL-1),00.0010.010.020.040.1000.2000,0.030.0240.0160.0140.0130.0160.023,c(Na2SO4)/molL-1,S(PbSO4)/mmolL-1,PbSO4在Na2SO4溶液中的溶解度(25),当时，增大，S(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导,当时，增大，S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导,20,盐效应的定性解释：溶液中加入强电解质后，离子强度增大，活度系数减小，虽然活度积常数不变，但是浓度积将增大，即溶解度增大了。,21,AgCl(s)Cl-(aq)+Ag+(aq),9.3沉淀的溶解QKsp(AgI)(1.710-10)(8.510-17),离子浓度相同时，I-先沉淀,当时AgCl也可能先析出,（当时AgCl先析出）,30,9.5.2金属氢氧化物的分步沉淀,可溶解于溶液中的氢氧化物的浓度对数值与溶液的pH呈直线关系。,M(OH)nMn+nOH-Ksp=Mn+OH-n=Mn+Kw/H+nMn+=Ksp/(Kw)nH+nlgMn+=lgKsp/(Kw)n-npH,31,一些金属氢氧化物的pH关系图,lgMn+=lgKsp/(Kw)n-npH,32,金属硫化物的生成或溶解，与H2S的酸解离平衡有关，实质是多重平衡原理的应用。,9.5.3金属硫化物的分部沉淀,PbSBi2S3CuSCdSSb2S3SnS2As2S3HgS,33,金属硫化物的生成或溶解，与H2S的酸解离平衡有关，实质是多重平衡原理的应用。,或,34,金属离子沉淀时H+的浓度,c(H+)可以通过强酸调节。由此产生过阳离子分组的“硫化氢系统”。,饱和硫化氢溶液,M2+开始沉淀,M2+沉淀完全,35,例.溶液中含有的Mn2+、Pb2+、Sb3+浓度皆为0.10moldm-3，控制溶液pH=0.00，并不断通入H2S，使沉淀反应充分发生，并保持H2S饱和，求溶液中剩余的Mn2+、Pb2+、Sb3+浓度，哪种离子最先沉淀？H2SKa1=1.010-7Ka2=1.110-13KSP(MnS)=4.710-14KSP(PbS)=8.010-28KSP(Sb2S3)=2.010-93,解：pH=0.00H3O+=1.0moldm-3,当Mn2+=0.10moldm-3时，Mn2+S2-KSP(MnS)，Mn2+不沉淀。即溶液中剩余的Mn2+仍然为0.10moldm-3。而Pb2+S2-KSP(PbS)；Sb3+2S2-3KSP(Sb2S3)，故Pb2+、Sb3+会沉淀。,S2-=,1.110-21(moldm-3),36,Sb3+开始沉淀时：S2-=,所以Sb3+离子最先沉淀，其次为Pb2+离子，Mn2+不沉淀。,溶液中剩余的Pb2+、Sb3+浓度为,Pb2+=,=7.310-7(moldm-3),Sb3+=,=1.510-15(moldm-3),Pb2+开始沉淀时：S2-=,=5.810-31(moldm-3),=8.010-28/0.10=8.010-27(moldm-3),37,解:Fe(OH)3Fe3+3OH-Ksp=Fe3+OH-3=2.810-39Fe3+沉淀完全时的OH-为:,pOH10.85,pH3.15,例题：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10moldm-3,使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀的酸度条件是什么?已知Ksp(Fe(OH)3)=2.810-39;Ksp(Mg(OH)2)=1.810-11),38,Mg开始沉淀的pH值为:,pOH4.89,即pH9.11，Mg2+不会沉淀因此,只要控制pH值在3.159.11之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。,Mg(OH)2Mg2+2OH-,39,例题：如果溶液中Zn2+和Fe2+的浓度均为0.10moldm-3,能否利用通入H2S气体使Zn2+和Fe2+定量分离？Zn2+和Fe2+分离完全的PH值为多少?(Ksp(ZnS)=2.510-22;Ksp(FeS)=6.310-18;Ka1=1.110-7;Ka2=1.310-13),解：首先判断那个离子先沉淀，ZnS与FeS沉淀类型相同，Ksp较小者先沉淀，即ZnS先沉淀。先沉淀的离子必须沉淀完全，两种离子才能分离。,Zn2+H2SZnS+2H+-,40,Zn2+沉淀完全时，即Zn2+1.010-6molL-1）时：,pH=3.12,即pH3.12时Zn2+沉淀完全,