医学精品课件：第五章 沉淀溶解平衡

1、第五章 沉淀溶解平衡,沉淀溶解平衡 Precipitation solubility equilibrium,Precipitation solubility equilibrium,第一节 溶度积 第二节 沉淀的生成 第三节 分步沉淀和沉淀的转化 第四节 沉淀的溶解,沉淀,难溶的，但溶解的部分是全部解离的,难溶的强电解质,难溶的弱电解质,以BaSO4,沉淀,一定T 时,沉淀溶解平衡,沉淀在水中溶解行为分析,饱和溶液,多相平衡,一、溶度积常数,5-1 溶度积,Ksp称为溶度积常数,简称溶度积(solubility product,KBaSO4 =Ba2+ SO42-,Ksp,Ksp = An+

2、m Bm-n,Ksp只与温度有关，而与离子的浓度无关,Ksp =Ba2+ SO42-,若从以下三种途径得到BaSO4饱和溶液,1、将固体溶于纯水中,2、将固体溶于BaCl2溶液中,3、将固体溶于Na2SO4溶液中,Ksp大,溶解能力大,Ksp小,溶解能力小,沉淀难生成,沉淀易生成,An+=ms Bm-=ns,mSm nSn = mm nn Sm+n,一定温度下，其溶解度为S molL-1,二、溶度积常数与溶解度的关系,有 Ksp = An+m Bm-n,溶度积常数与溶解度都可以表征沉淀的溶解能力,溶解度是指一定温度下，饱和溶液中已溶解沉淀的浓度,Ksp = An+m Bm-n,单位转为 mol

3、L-1,摩尔溶解度,例3-1 已知298K时,BaSO4的Ksp= 1.0710-10 , Ag2CrO4的Ksp=1.1210-12, 试比较二者溶解度S的大小,解,BaSO4(s) Ba2+ +SO42,平衡浓度/molL-1 S S,Ksp = Ba2+ SO42- = S2,Ag2CrO4(s) 2Ag+ +CrO42,平衡浓度/molL-1 2S S,Ksp = Ag+2 CrO42- = (2 S)2S = 4S3,相同类型，Ksp,溶解能力 . 不同类型 , 不能用Ksp判断溶解能力的大小,三、溶度积规则,c 任意状态浓度,2溶度积规则,IP = Ksp 饱和溶液 平衡状态 IP

4、 Ksp 过饱和溶液 沉淀析出平衡,1离子积IP (ion product,AmBn(s) mAn+ + nBm,Ksp是沉淀在水中溶解达到极限的标志,四、同离子效应和盐效应,同离子效应,PbI2 饱和溶液 + KI (aq) 黄,在难溶电解质溶液中加入含有 相同离子的易溶强电解质，使 难溶电解质溶解度降低的现象,PbI2(s) Pb2+ + 2I,例3-2 已知BaSO4的 Ksp=1.0710-10，求298K时，BaSO4在 0.0100 mol L-1的K2SO4溶液中的溶解度。并与在纯水中的溶解度作比较,解：设溶解度为 x molL-1,平衡浓度/molL-1 x 0.0100 +

5、x,BaSO4(s) Ba2+ + SO42,Ksp = Ba2+ SO42- = x (0.0100 + x,0.0100 + x 0.0100,纯水中,盐效应,在难溶电解质饱和溶液中加入不含相同离子的强电解质，将使难溶电解质的溶解度略为增大的现象,AgCl在下列那种溶液中溶解度最大 （,A）0.5 mol.L-1HCl （B）0.2 mol.L-1AgNO3 （C）纯水 （D）0.5 mol.L-1KNO3,练习,5-2 沉淀的生成 IP Ksp,一、加入沉淀剂,例3-3 在20ml 0.0020molL-1Na2SO4溶液中加入 20 ml 0.020molL-1 BaCl2溶液，有无B

6、aSO4沉淀生成？并判断 SO42- 离子是否沉淀完全？已知BaSO4的Ksp= 1.0710-10,解:（1,有BaSO4沉淀生成,x 1.210-8 mol L-1 10-6 mol L-1,设平衡时 SO42- = x molL-1,沉淀完全是指离子残留量 10-6 mol L-1,故加入BaCl2 可使SO42- 沉淀完全,Ksp = Ba2+SO42- = ( 0.0090 + x ) x 0.0090 x,起始浓度/molL-1 0.010 0.0010 平衡浓度/ molL-1 0.010-(0.0010-x) x,BaSO4 (s) Ba 2+ + SO42,0.0090 +

7、x 0.0090,x 很小,二、控制溶液的 pH 值,难溶的氢氧化物,如： Fe(OH)3 (s) Fe3+ + 3OH,难溶的弱酸盐,如： ZnS (s) Zn2+ + S2,IP =CZn2+ CS2,二、控制溶液的 pH 值,例3-4 计算298K时使0.010molL-1Fe3+开始沉淀和沉淀完全时溶液的pH值。已知Fe(OH)3的Ksp=2.6410-39,解： Fe(OH)3 (s) Fe3+ + 3OH,开始沉淀,Fe3+ OH-3 Ksp,pOH = 13lg 6.42 = 12.19,pH = 1.81,沉淀完全,例3-5 在 100 ml 0.20molL-1 的 MgCl

8、2 溶液 中，加入100ml 含有 NH4Cl 的 0.010molL-1 氨水溶液 , 欲阻止生成 Mg(OH)2 沉淀，上述氨水中需含几克 NH4Cl ,Fe3+ 10-6 molL-1,pH = 3.14,Fe3+ OH-3 Ksp,解：混合后,不产生Mg(OH)2 沉淀，则 IP Ksp,5-3 分步沉淀和沉淀的转化,用一种沉淀剂，使溶液中的几种离子先后沉淀出来的方法,一、分步沉淀,例3-7某溶液中Cd2+和Zn2+离子浓度均为0.10molL-1，为使Cd2+离子生成CdS沉淀与Zn2+离子完全分离，须通入饱和H2S溶液， 试问此时H+ 应控制在什么范围,Ka1Ka2,解： H2S

9、= 0.10 molL-1,可实现分离,使沉淀产生所需 S2- 的最低浓度为,Cd2+先沉淀，使Cd2+沉淀完全所需 S2-的浓度为,若将S2-控制在,0.22 molL-1 H+ 0.41 molL-1,二、沉淀的转化,在含有某一沉淀的溶液中，加入 适当的试剂，使之生成另一种沉淀,例3-9 通过计算说明，在含有CaSO4沉淀溶液中加 入Na2CO3溶液，能否将CaSO4转化为CaCO3 ,K值越大,越容易转化,例3-10 如果在1L Na2CO3 溶液中转化 0.010mol CaSO4 ，问 Na2CO3 的最初浓度应为多少,Na2CO3 的最初浓度为,0.010 + 7.110-7 0.

10、010 ( molL-1,5-4 沉淀的溶解 IP Ksp,1生成弱电解质,CaCO3(s) +2H+ Ca2+ + H2CO3,CaCO3(s) Ca2+ + CO32,2H,H2CO3,IP Ksp,计算使0.10mol的MnS、ZnS、CuS溶于1L盐酸中，所需 盐酸的最低浓度。 Ka1=5.010-8,Ka2=1.20 10-15,MS +2H+ M2+ + H2S,Ksp,K,2. 发生氧化还原反应,3CuS + 8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+ 3S+ 2NO+ 4H2O,3. 生成配离子,AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl,IP Ksp 溶解,Ag,S2

11、,IP Ksp 溶解,小结,沉淀的生成 IP Ksp,沉淀的溶解 IP Ksp,Ksp = An+m Bm-n,沉淀的转化,课堂练习,在AgCl的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向溶液中加入下列物质时，将有何种变化,加入物质 平衡 AgCl 溶液中浓度 引起变化 移动 溶解度 Ag+ Cl- 原因,HCl(0.1 molL-1,稀释,生成配离子,盐效应,AgNO3(0.1 molL-1,KNO3(s,NH3H2O(2 molL- 1,H2O,同离子效应,同离子效应,不变,不变,不变,欲使H2S饱和溶液中S2-=1.010-13molL-1,应控制溶液的pH值为多大,Summary,At

12、a given temperature, the product of all ion concentrations exponent in saturated solution of slightly soluble electrolytes is a constant .The constant is referred to solubility product (Ksp), under the condition of optional situation, the product of ion concentrations exponent is called ionic produc

13、t (IP). Ksp has the same expression with IP, but their meaning are different, Ksp is a special example of IP,Summary,Both the solubility product and solubility can indicate the dissolubility of the slightly soluble electrolytes in the water. If the solubility is represented by molL-1, the direct con

14、version could be established between the solubility product and solubility,According to the solubility product rule, the production and dissolution of precipitation can be determined.When appropriate overdose precipitating agent is put into, common ion effect will make the production of precipitation more absolutely; acid、oxidizing agent and