第三章酸碱反应和沉淀反应.ppt

第三章酸碱反应和沉淀反应,一、水的解离反应和溶液的酸碱度（简）,H2O(l)H+（aq）+OH-（aq）K=1.010=用C（OH-）计算pH值时：,溶液酸碱性的测定：（1）酸碱指示剂一些有色的有机酸或弱碱，其颜色会在一定的pH值范围内保持，从而确定溶液的pH值。指示剂发生颜色变化的pH的范围，称指示剂变色范围。（2）pH试纸由多种指示剂的混合液用滤纸浸透，晾干而成，完全在不同的pH溶液中显示不同颜色，将之与标准色列比较即可测定溶液的pH值。（3）酸度计用仪器测定pH值，更精确。,二、弱电解质的解离反应：,（一）解离平衡和解离常数如一元弱酸HA，在水溶液中有平衡：HA（aq）H+(aq)+A-（aq）则有：为弱酸，为弱碱，表示弱电解度解离程度的相对大小的特征常数（同温度下）。10-4的电解质称弱电解质；=10-210-3称中强电解质。它与温度有关，多数弱电解质温度对影响小，故一般不考虑。,（二）解离度和稀释定律,在温度和浓度相同条件下，越小，电解质越弱。设AB型弱电解度的起始浓度为c，AB的解离度为，则AB(aq)A+(aq)+B-(aq)开始浓度/molL-1c00变化浓度/molL-1-ccc平衡浓度/molL-1c-ccc,若上式表示，AB的浓度c越小，解离度越大稀释定律。,（三）弱酸或弱碱溶液中离子浓度的计算,以弱酸为例，使HA的浓度为c，其电离度为若，且c（HA）浓度值不是很小，则水的离解可忽略。HAH+A-平衡浓度/molL-1c-ccc如果c（H+）K，故忽略水的解离.OAc-+H2O=HOAc+OH-开始浓度/molL-10.1000平衡浓度/molL-10.10-xxx因，故0.10-x0.10x=7.4610-6moll=c(OH-)pH=8.87h=7.4610-3%,（四）影响盐类水解度的因素,1、内因，发生水解离子的本性。当水解产物弱酸或弱碱越弱（K越小），K、h越大。若水解产物又是难溶化合物，也会更增大水解度。如SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl若水解产物既有难溶物又有挥发性气体，水解度很大，甚至可达水解完全。如Al2S3+6H2O2Al(OH)3+3H2S2、外因：根据平衡移动原理，盐溶液的浓度、温度、酸度也是影响的重要因素。一般：（1）盐溶液的浓度c越小，水解度越大。（2）温度升高，h越大，因水解反应是中和反应的逆反应（吸热）。（3）水解后溶液显一定的酸碱性，若溶液酸度不同，平衡则会移动，而影响h。如SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl溶液酸度提高，平衡左移，h减小。,（五）盐类水解的抑制和作用。（简）四、沉淀反应（一）难溶电解质的溶度积和溶解度1、溶度积常数,对难溶强电解质如BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)多相离子平衡推广：此式表明：在一定温度下，难溶电解质饱和溶液中，各组分离子浓度幂的乘积为一常数。此常数简称溶度积。,2、溶解度和溶度积间相互换算换算时浓度单位必须采用。例：解：设298.15K下，推广：AB型换算公式为：AB2（或A2B型）：上计算式不适用于难溶弱电解质或易形成离子对的难溶电解质及易水解的难溶电解质。,（1）易水解的电解质：若ZnS溶解度为s：（2）不适用于难溶弱电解质及某些在溶液中以离子对等形式存在的难溶电解质。如难溶弱电解质：+显然此弱电解质解离程度越小或易形成离子对，c(AB)值越小，由计算的溶解度小于实际值。3、溶度积规则根据吉布斯自由能变判据（最小自由能原理）和等温方程式：,把上式应用与沉淀溶解平衡：为难溶电解质的离子积正向，即无沉淀生成同理J平衡状态，饱和溶液J逆向，生成沉淀,此称溶度积规则。,(二)沉淀反应（必要条件JKsp)1、沉淀的生成例：在1.0molL-1MnCl2溶液中，加入等体积含有0.2molL-1NH3H2O和1.0molL-1（NH4）2SO4的混合溶液，问能否生成沉淀？,解：由于等体积混合，各物浓度均减小一倍，即c（Mg2+）=1.0=0.5molL-1c(NH4+)=1.0=1.0molL-c(NH3H2O)=0.2=0.1molL-1设溶液中c（OH-）=xmolL-1NH3H2ONH4+OH-平衡浓度/molL-1（0.1-x）（1.0+x）x由于500，再加上同离子效应的影响，x很小1.0+x1.00.1-x0.1x=1.810-6即c(OH-）=1.810-6molL-1J=c(Mn2+)/cc(OH-)/c2=0.5(1.810-6)2=1.6210-12根据溶度积规则，有Mn(OH)2沉淀生成。,2、影响沉淀反应的因素1）同离子效应的影响多相离子平衡同离子效应在难溶电解质饱和溶液中，加入含有相同离子的易溶强电解质，使难溶电解质溶解度减小的现象。如AgCl(s)Ag+Cl-加入AgNO3或NaCl，平衡左移例：计算298.15K,AgCl在0.01molL-1NaCl溶液中的溶解度解：AgCl基本不水解，设此时溶解度为smolL-1NaClNa+Cl-c（Cl-）=0.01molL-1AgCl(s)Ag+Cl-平衡浓度/molL-1s0.01+s=c（Ag+）/cc（Cl-）/c=s(s+0.01),因=1.810-10,很小，加上同离子效应，即s很小0.01+s0.01s=1.810-8molL-1在纯水中，可见AgCl在NaCl中，溶解度大大降低了。溶液中某离子浓度小于10-5molL-1，则可认为该离子沉淀完全（2）pH对某些沉淀反应的影响以生成金属氧化物沉淀为例M(OH)n（s）=Mn+nOH-c（Mn+）/cc（OH-）/cn=c(OH-)/c=c(OH-)=若溶液中金属离子的浓度c（Mn+）=1.0molL-1，则氢氧化物开始沉淀时c（OH-）为最低值：,若c（Mn+）10-5molL-1，则c（OH-）的最低值为：对MS,开始沉淀c（S2-）最低值c（S2-）molL-1若用通H2S的办法c（H+）的最大值（或对应最小pH值：）c（H+）Max4、分步沉淀一个体系中同时存在多种离子，逐渐加入一种沉淀剂均可使这些离子沉淀时，沉淀有先，有后，这种同一溶液中，发生先后沉淀的现象，称分步沉淀。先后沉淀的原则是：离子积（J）首先达到溶度积（）的难溶电解质先沉淀。如果溶液中被沉淀离子浓度相同，则同类型电解质，沉淀剂浓度用量最小的先沉淀。,例：在0.01molL-1Cl-和0.01molL-1I-溶液中，逐渐加入AgNO3溶液，谁先沉淀。对AgCl：c1(Ag+)=对AgI:c2(Ag+)=因c1（Ag+）c2(Ag+),所以AgI先沉淀。随AgNO3的加入，达到AgI和AgCl同时沉淀的前一瞬间，溶液中c(Ag+)必须同时满足下两个等式c（Ag+）/cc（I-）/c=(AgI)c（Ag+）/cc（Cl-）/c=(AgCl)即c（Ag+）/c=,此题中c（Cl-）=c（I-）=0.01molL-1故AgCl开始沉淀前一瞬间，C（I-）=c（I-）10-5molL-1，所以通过逐滴加入AgNO3溶液的办法可将此液中I-和Cl-分离。例题：向含有0.100moldm-3Cl-和0.0010moldm-3CrO42-的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，试通过计算说明：(1)哪种离子先沉淀？(2)第二种离子开始沉淀时，第一种离子的浓度为多少？(已知：AgCl的Ksp=1.810-10，Ag2CrO4的Ksp=1.110-12）（三）沉淀的溶解和转化1、沉淀的溶解：必要条件JK常用方法有三种（1）生成弱电解质,如：加HCl后：+)显然越大，弱酸酸性越弱，会越大，酸溶（或碱溶）反应越易进行。(2)氧化还原法CuS不溶于盐酸，但可溶于HNO3,（3）配位溶解法2、沉淀的转化借助某一试剂的作用，把一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程，称为沉淀的转化。如：很大，所以沉淀转化反应向右趋势较大。可见，同类型难溶电解质沉淀易从大的向小的转化。不同类型电解质则是溶解度大的易向溶解度小的难溶电解质转化。,（四）沉淀反应的应用1、制备难溶的化合物如试剂PbSO4生产，主要反应：2、除去溶液中的杂质：3、离子鉴定如：Cu2+、Ni2+、Mg2+等即可通过沉淀反应鉴定。（1）Ag+：,（2）Ba2+：BaCrO4（3）Cu(红褐色)（4）Ni2+：Ni2+丁二酮肟红色沉淀(5）Mg2+：Mg2+镁试剂（对硝基偶氮间苯二酚)天蓝色