第04章难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡ppt课件

1、第四章第四章 难溶强电解质溶液的难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡PrecipitationDissolution Equilibrium of Non-Resolving Strong Electrolyte 4.1 溶度积原理溶度积原理 4.2 沉淀反响的利用与控制沉淀反响的利用与控制 4.3 生物矿化景象自学生物矿化景象自学 4.1 溶度积原理溶度积原理一、规范溶度积常数及其与沉淀溶解度的关系一、规范溶度积常数及其与沉淀溶解度的关系 1 1、规范溶度积常数、规范溶度积常数MA(s)MA(s)AMaaaK apMA(s)AMKaKaa MA(s)M+ + A-溶解溶解沉淀沉淀活度积

2、活度积常数常数apMA(s)AMKaKaa apAM) A()M(K spAMapAMKK 通常难溶强电解质水溶液中离子浓度很低，活通常难溶强电解质水溶液中离子浓度很低，活度因子近似为度因子近似为1，Ksp Ksp，一定温度下为，一定温度下为常数。常数。溶度积溶度积常数常数在一定温度下，难溶强电解质饱和溶液中构晶在一定温度下，难溶强电解质饱和溶液中构晶离子浓度幂的乘积为一常数不随浓度而变。离子浓度幂的乘积为一常数不随浓度而变。 溶度积常数的大小，可反映难溶强电解质的溶溶度积常数的大小，可反映难溶强电解质的溶解才干。解才干。( (对于组成类型一样的微溶电解质，溶对于组成类型一样的微溶电解质，溶度

3、积常数大，溶解度也大度积常数大，溶解度也大) )MA(s)M+ + A-AMsp KMmAn mMnnAmnmmnnmKAM)AM(sp 2、溶度积与溶解度之间的关系、溶度积与溶解度之间的关系 对于难溶强电解质对于难溶强电解质MAMA，MA(s)M+ + A-设设MAMA的溶解度为的溶解度为S molL-1S molL-1，那么，那么: :M+ = A- = S/csp)/)(/(KcScS spcKS mMnnAm-MmAnssp)/()/(KcnScmSnm spcnmKSnmnm 设其溶解度为设其溶解度为SmolL-1SmolL-1，那么：，那么：Mn+=mS/c Am-=nS/c 对于

4、难溶强电解质对于难溶强电解质MmAn， 运用运用Ksp与与S之间换算公式应留意的问题之间换算公式应留意的问题: (1)仅适用于离子强度很小，浓度可以替代活仅适用于离子强度很小，浓度可以替代活度的难溶强电解质溶液。对于溶解度较大的度的难溶强电解质溶液。对于溶解度较大的微溶电解质微溶电解质(如如CaSO4、CaCrO4等等)，能够产，能够产生较大误差生较大误差 ；(2)仅适用于已溶解部分能全部解离的难溶电解仅适用于已溶解部分能全部解离的难溶电解质。对于质。对于Hg2Cl2,Hg2I2等共价性较强的物质，等共价性较强的物质，会有较大误差；会有较大误差；(3)(3)仅适用于溶解后解离出的阳、阴离子在水

5、仅适用于溶解后解离出的阳、阴离子在水溶液中不发生副反响或副反响程度很小的物溶液中不发生副反响或副反响程度很小的物质。质。18时，时，Mg(OH)2的的Ksp = 1.810-11，求它的溶解度。求它的溶解度。 例、例、Ksp = Mg2+ OH-2 = x (2x)2 = 1.810-11 x = 1.6510-4 (molL-1) x 2xMg(OH)2 Mg2+ + 2OH- 解：解： 设设Mg(OH)2的溶解度为的溶解度为x molL-1 知知2525时，时，AgClAgCl的的Ksp=l.8Ksp=l.8l0-10l0-10，Ag2CrO4Ag2CrO4的的Ksp=l.1Ksp=l.1

6、l0-12l0-12，试比较它，试比较它们的溶解度大小。们的溶解度大小。例、例、解：解：15110spAgClLmol101.3Lmol0 . 1101.8 cKs1513123spCrOAgLmol106.5Lmol0 . 14101.1442 cKs3、影响难溶强电解质溶解度的要素、影响难溶强电解质溶解度的要素同离子效应、盐效应、酸碱效应、配位效应等同离子效应、盐效应、酸碱效应、配位效应等NaCl = Na+ Cl-AgCl(s) Ag+ Cl-在难溶强电解质平衡体系中即饱和溶液中，在难溶强电解质平衡体系中即饱和溶液中，参与与该电解质含有一样离子的易溶强电解质时，参与与该电解质含有一样离子

7、的易溶强电解质时，难溶强电解质的溶解度减小的景象。难溶强电解质的溶解度减小的景象。 (1)同离子效应同离子效应分量分析中，沉淀剂通常过量分量分析中，沉淀剂通常过量50%100%。例、例、 知知Ksp(BaSO4)=8.71011，试计算，试计算BaSO4在纯水以及在在纯水以及在0.010molL1Na2SO4溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 解：在纯水中解：在纯水中16spLmol109.3 cKS设在设在Na2SO4溶液中的溶解度为溶液中的溶解度为xmolL-1： BaSO4Ba2+ + SO42-x0.010 + xx=8.7 10-9molL-1-11108.70.01 cxcx在微溶电

8、解质的饱和溶液中，参与不含有一在微溶电解质的饱和溶液中，参与不含有一样离子的易溶电解质时，微溶电解质的溶解样离子的易溶电解质时，微溶电解质的溶解度将增大。这种作用称为盐效应。度将增大。这种作用称为盐效应。ClAg(AgCl)ap -ClAgaaKAgCl(s) Ag+ Cl- (AgCl)ClAgapKS(2)盐效应盐效应发生同离子效应的同时，也会发生盐效应，发生同离子效应的同时，也会发生盐效应，同离子效应影响大。同离子效应影响大。(3)酸碱效应酸碱效应溶液的酸度对沉淀溶解度的影响，称为酸溶液的酸度对沉淀溶解度的影响，称为酸碱效应。碱效应。 MmAn(s) mMn + nAmH+平衡挪动方向平

9、衡挪动方向OH-M(OH)、M(OH)2HA，H2A(4)配位效应配位效应由于沉淀解离出来的构晶离子参与了配位反由于沉淀解离出来的构晶离子参与了配位反响而使沉淀的溶解度增大的景象，称为配位响而使沉淀的溶解度增大的景象，称为配位效应效应 平衡挪动方向平衡挪动方向LML、ML2MmAn(s) mMn + nAm 当溶液中当溶液中Qc Ksp时，将会有时，将会有MmAn沉淀析出，沉淀析出，直至直至MmAn 与其饱和溶液到达平衡。与其饱和溶液到达平衡。 二、溶度积规那么二、溶度积规那么 MmAn mMnnAmnmmnccQ Ar,Mr,c离子积离子积 在在0.10molL-1Mg2+溶液参与等体积溶液

10、参与等体积0.10molL-1HF溶液，有无溶液，有无MgF2沉淀生成？不要沉淀生成？不要生成生成MgF2沉淀，需将溶液沉淀，需将溶液H+增大至多少以上？增大至多少以上？( )不要不要MgF2沉淀生成：沉淀生成：解：解：34102 . 41053. 305. 0F MgFsp,723c2108 . 8)102 . 4(050. 0KQ 511Fr,1085. 305. 01042. 7 c154Lmol46. 01085. 305. 01053. 3H 有有MgF2沉淀生成。沉淀生成。-11MgFsp,1042. 72 K4HFa,1053. 3 K例、例、 4.2 沉淀反响的利用与控制沉淀反

11、响的利用与控制一、沉淀的生成一、沉淀的生成沉淀的生成、沉淀的溶解、沉淀的转化、分步沉淀沉淀的生成、沉淀的溶解、沉淀的转化、分步沉淀原理：增大构晶离子浓度，使原理：增大构晶离子浓度，使QcKsp措施：参与过量沉淀剂；措施：参与过量沉淀剂； 调理溶液的调理溶液的pH。例、例、 知知Fe(OH)3的规范溶度积常数为的规范溶度积常数为2.7910-39。计算。计算0.0lmolL1Fe3+溶液开场生成溶液开场生成Fe(OH)3沉淀及沉淀完全通常指沉淀及沉淀完全通常指c(Fe3+)105molL1时的时的pH。 pOHlg6.53101312.191333933r3spr106.530.01102.79

12、FeOHFeOH ）（）（）（cKcFe(OH)3开场沉淀所需开场沉淀所需OH-的最低相对浓度：的最低相对浓度：解：解：pH14.00pOH14.0012.191.81pOH=lg6.53101211.19要使溶液中的要使溶液中的Fe3+沉淀完全，那么溶液中沉淀完全，那么溶液中OH-最小相对浓度为：最小相对浓度为：123539r106.5310102.79OH ）（c经过调理溶液的经过调理溶液的pH，可到达控制沉淀的生，可到达控制沉淀的生成的目的。成的目的。pH=14.00pOH14.0011.192.81 检查蒸馏水中检查蒸馏水中Cl允许限量时，取水样允许限量时，取水样50.0mL，加稀硝酸

13、，加稀硝酸5滴及滴及0.l00molL1 AgNO3溶液溶液1.00mL，放置半分钟，溶液如不，放置半分钟，溶液如不发生浑浊为合格。求蒸馏水中发生浑浊为合格。求蒸馏水中Cl的允许限量。的允许限量。131Lmol101.961.00mL50.0mL1.00mLL0.100mol)(Ag c8310rspr109.03101.96101.77)Ag(AgCl)(Cl cKc解：解： AgClAgCl(s)spK溶液不发生浑浊，一定溶液不发生浑浊，一定Qc即合格蒸馏水中即合格蒸馏水中Cl浓度应不大于浓度应不大于9.03l08molL1例、例、二、二、 沉淀的溶解降低离子浓度，使沉淀的溶解降低离子浓度

14、，使QcKsp)生成弱电解质使沉淀溶解生成弱电解质使沉淀溶解Mg(OH)2(s) Mg2+ 2OH-2NH4Cl = Cl- 2NH4+2NH3H2OAgCl(s) Ag+ + Cl-2NH3Ag(NH3)2+构成配合物使沉淀溶解构成配合物使沉淀溶解发生氧化复原反响使沉淀溶解发生氧化复原反响使沉淀溶解 CuS(s) Cu2+ S2-HNO3S+NO三、沉淀的转化三、沉淀的转化 -23COs4CaSO ）（-24SO) s (3CaCO K越大，转化越容易、越彻底。越大，转化越容易、越彻底。4953sp4sp2232242324101.471036. 31093. 4)(CaCO)(CaSOCa

15、COCaSOCOSO KKK四、分步沉淀四、分步沉淀当溶液中有两种或两种以上离子可与同一当溶液中有两种或两种以上离子可与同一沉淀剂生成沉淀时，只需缓慢参与沉淀剂，沉淀剂生成沉淀时，只需缓慢参与沉淀剂，沉淀就会按先后顺序从溶液中析出。这种沉淀就会按先后顺序从溶液中析出。这种按先后顺序沉淀的景象，称为分步沉淀。按先后顺序沉淀的景象，称为分步沉淀。 往含有往含有0.10molL-1Cl-和和0.10molL-1I-的的溶液中，逐滴参与溶液中，逐滴参与AgNO3溶液。溶液。1哪种哪种离子先沉淀？离子先沉淀？2能否用逐滴参与能否用逐滴参与AgNO3溶液的方法将溶液的方法将Cl-和和I-分别？分别？例、例、910rspr,1101.80.10101.8)Cl(AgCl)(Ag cKc解解: 设开场生成设开场生成AgCl沉淀所需沉淀所需Ag+浓度为浓度为cr,1(Ag+)，开场生成开场生成AgI沉淀所需沉淀所需Ag+浓度为浓度为cr,2(Ag+) 。根据。根据溶度积规那么，要生成沉淀，必需溶度积规那么，要生成沉淀，必需Qc Ksp ，那，那么：么：AgI先沉