医用化学 课件 9-第八章-沉淀溶解平衡

第八章沉淀溶解平衡医用化学

桂林的溶洞有3000个以上，无洞不奇。这些溶洞内的钟乳石千奇百怪，拟人状物，惟妙惟肖，出神入化。为什么溶洞多出现在石灰岩地区？溶洞形成的具体原理是什么？问题导入

1.掌握难溶强电解质的组成与溶度积常数表达式的关系，溶度积与溶解度的关系及其换算，溶度积规则。

2.熟悉同离子效应、盐效应，弱电解质的生成、氧化还原反应、配位化合物的生成等因素对沉淀-溶解平衡的影响。

3.了解沉淀-溶解平衡在医学、生活中的应用。学习目标第一节溶度积原理上式表明，在一定温度下，难溶强电解质的饱和溶液中，有关离子浓度幂的乘积为一常数，称为溶度积常数，简称溶度积，用符号Ksp表示。

溶解度小于0.1g/100gH2O的电解质称为难溶电解质。一、溶度积常数

在难溶强电解质的饱和溶液中，固体与其解离的离子之间的动态平衡称为沉淀溶解平衡。Ksp=[Ag+][Cl-]AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

对于AmBn型的难溶强电解质：AmBn(s)mAa+(aq)+nBb-(aq)

Ksp表达式中，各离子浓度的单位为mol/L。

Ksp反映了难溶强电解质在水中的溶解能力，与难溶强电解质的本性和温度有关，与溶液中离子的浓度无关。一、溶度积常数Ksp=[Aa+]m[Bb-]n一、溶度积常数难溶强电解质的溶度积常数化合物Ksp化合物KspAgCl1.77×10-10CaCO33.36×10-9Al(OH)31.3×10-33Fe(OH)32.79×10-39BaSO41.08×10-10PbS8.0×10-28AmBn(s)mAa+(aq)+nBb-(aq)二、溶度积与溶解度的关系

溶度积Ksp和溶解度s：既有联系又有区别！

以溶解度为s

mol/L的AmBn型难溶强电解质为例：平衡（饱和）浓度msnsKsp=[Aa+]m[Bb-]n=(ms)m(ns)n=mmnns(m+n)s=二、溶度积与溶解度的关系类型s与Ksp关系实例1:1AgCl、BaSO4、CaCO31:2（或2:1）Ag2CO3、Mg(OH)2不同类型难溶强电解质溶解度与溶度积的关系

在一定条件下，难溶强电解质的溶度积Ksp和溶解度s可以互相换算。二、溶度积与溶解度的关系例8-1已知298K时，AgCl的Ksp为1.77×10-10，Ag2C2O4的Ksp为5.40×10-12，试比较这两种难溶强电解质在水中的溶解度大小。解：设AgCl在水中的溶解度为xmol/L，则AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡浓度/(mol/L)xxKsp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=x2

=1.77×10-10解得x=1.33×10-5(mol/L)二、溶度积与溶解度的关系设Ag2C2O4在水中的溶解度为ymol/L，则Ag2C2O4(s)2Ag+(aq)+C2O42-(aq)平衡浓度/(mol/L)2y

yKsp(Ag2C2O4)=[Ag+]2[C2O42-]=(2y)2·y=4y3

=5.40×10-12解得y=1.10×10-4

(mol/L)由此而见，不同类型的难溶强电解质，溶度积大的，其溶解度不一定大。氯化银、氢氧化镁、硫酸钡、碳酸银几种难溶强电解质中，哪些可以直接根据溶度积的大小来比较溶解度的大小？为什么？课堂讨论Ksp和s都可以表示难溶强电解质的溶解能力；Ksp和s可以互相换算；s与溶液中有关离子浓度有关，Ksp则与之无关。二、溶度积与溶解度的关系小结离子积QAmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)联系区别数值关系Ksp表达式相同表示达到沉淀溶解平衡时有关离子浓度幂的乘积。常数Ksp是Q的一个特例Q表示在任意情况下有关离子浓度幂的乘积。不定Q=溶度积与离子积三、溶度积规则Q<Ksp，溶液为不饱和溶液，无沉淀生成。若体系中有固体存在，固体将会溶解，直至溶液饱和。Q>Ksp，溶液为过饱和溶液，有沉淀生成，直至饱和。

Q=Ksp，溶液为饱和溶液，处于沉淀溶解平衡状态。三、溶度积规则溶度积规则三、溶度积规则对某难溶强电解质的饱和溶液进行快速降温处理，发现有沉淀生成。如忽略溶液体积的变化，则以下分析中正确的是（）。A.降温时各离子浓度变大B.降温时各离子浓度变小C.降温时溶度积变小D.降温时离子积变大课堂练习第二节沉淀-溶解平衡

要想有沉淀从溶液中析出，必须增大有关离子的浓度，使Q>Ksp。一、沉淀的生成例8-2将0.020mol/L的BaCl2溶液和0.020mol/L的Na2SO4等体积混合，是否有BaSO4沉淀生成（已知BaSO4的Ksp

=1.08×10-10）？解：当两溶液等体积混合以后，溶液中各种离子浓度为原来的一半，即

0.010mol/LQ=0.010×0.010=1.0×10-4＞Ksp因此，溶液中有BaSO4沉淀生成。如果误将可溶性钡盐当做食盐食用，会造成钡中毒。中毒患者应尽快用5%的硫酸钠溶液洗胃，随后导泻使钡盐尽快排出，即可化险为夷。试用沉淀-溶解平衡原理解释其中的原因。课堂讨论一、沉淀的生成在难溶强电解质的饱和溶液中，加入含有相同离子的易溶强电解质，使其溶解度降低的现象，称为同离子效应。若在难溶强电解质的饱和溶液中加入不含相同离子的易溶强电解质，则其溶解度略有增大，这种作用称为盐效应。同离子效应和盐效应一、沉淀的生成同离子效应和盐效应总是同时存在。同离子效应和盐效应对沉淀-溶解平衡的作用相反，以同离子效应为主。沉淀剂不可过量太多，一般以过量20%~50%为宜。同离子效应和盐效应一、沉淀的生成

在实际工作中，由于难溶强电解质溶液中存在沉淀-溶解平衡，被沉淀离子的浓度只能无限减小，不可能等于零。所谓“沉淀完全”，是指其含量低于某一标准而言，通常要求残留离子浓度小于1.0×10-5mol/L。在计算时，经常取1.0×10-5mol/L作为离子沉淀完全时的浓度。知识拓展沉淀完全的概念（一）生成弱电解质使沉淀溶解二、沉淀的溶解

使溶液中有关离子浓度降低，达到Q＜Ksp，沉淀发生溶解。鸡蛋表面为什么产生气泡？醋泡鸡蛋CaCO3(s)Ca2+(aq)+(aq)+平衡移动方向2H++2Cl-←2HClH2CO3→H2O+CO2↑二、沉淀的溶解

牙齿表面的牙釉质起着保护牙齿的作用，其主要成分是一种难溶强电解质——羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]。进食后，如不注意口腔卫生，细菌和酶作用于食物残渣，产生的有机酸能中和氢氧根，使平衡向脱矿方向移动，加速牙体硬组织分解，形成龋齿。科学家发现，氟化物能有效预防龋齿，这是因为氟离子能与羟基磷酸钙反应，生成更难溶且耐酸的氟磷酸钙[Ca5(PO4)3F]覆盖在牙齿表面，使牙齿更坚固。知识拓展龋齿的成因及预防临床上进行钡餐透视时，为什么用BaSO4而不是BaCO3做内服造影剂？课堂讨论（二）发生氧化还原反应使沉淀溶解二、沉淀的溶解方程式为：3CuS(s)+8HNO3

=

3Cu(NO3)2

+3S(s)↓+2NO(g)↑+4H2O

硫化铜不溶于盐酸是由于Ksp特别小，溶解的S2-难以形成H2S。使用具有氧化性的硝酸会发生如下反应：生成S使S2-浓度减小CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)

+HNO3||S↓+NO↑+H2O平衡移动方向（三）生成配位化合物使沉淀溶解二、沉淀的溶解配制银氨溶液时，向AgNO3溶液中逐滴滴加浓氨水，发现先有沉淀生成，继续滴加后沉淀消失。如何解释？平衡移动方向

加入适当的试剂，使一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化。三、沉淀的转化

沉淀转化一般是由溶解度较大的难溶电解质转化为溶解度较小的难溶电解质。锅炉除垢原理：CaSO4

+CO32-

CaCO3+SO42-重晶石（主要成分是硫酸钡）是制备钡化合物的重要原料。硫酸钡不溶于酸，但可以用碳酸钠溶液处理转化为易溶于酸的碳酸钡。已知硫酸钡的溶解度比碳酸钡的溶解度小，在什么条件下才能实现上述转化？课堂讨论

沉淀剂可能与溶液中的多种离子发生反应，将根据溶解度的大小按一定的次序先后进行，称为分步沉淀。四、分步沉淀四、分步沉淀结果表明，AgI先被沉淀。例8-3在浓度均为0.010mol/L的NaCl