沉淀溶解平衡-无机化学-课件-06.ppt

1、第六章 沉淀溶解平衡, 6.3 两种沉淀之间的平衡, 6.2 沉淀的生成与溶解, 6.1 溶解度和溶度积, 6.1 溶解度和溶度积,一. 溶解度,定义,在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度。通常以符号 S 表示。 对水溶液来说，通常以饱和溶液中每100g 水所含溶质质量来表示，即以：g /100g水表示。,在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。,二. 溶度积,在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：, 溶度积常数，简称溶度积 (solubility product)。,二.溶度积和溶解度关

2、系,溶解度:单位g /100g 换算为 molL-1.,则 K sp= cn(Am+)cm(Bn- ),K sp = S2,b. A2B型 (2:1型),K sp = (2S)2S = 4S3,c. AB2型 (1:2型),K sp = S (2S)2 = 4S3,同一类型电解质 AgCl AgBr AgI K sp 1.7710-10 5.3510-13 8.5110-17 溶解度减小,不同类型电解质 AgCl Ag2CrO4 K sp 1.7710-10 1.1210-12 溶解度减小,例 ：25oC，AgCl的溶解度为1.9210-3 gL-1，求同温度下AgCl的溶度积。,例：25oC

3、，已知 (Ag2CrO4)=1.110-12，求 同温下S(Ag2CrO4)/gL-1。,解：,表 一些难溶电解质的溶度积与溶解度的关系,注意,Ksp只与温度有关,与溶液中离子浓度无关,而溶解度不仅与温度有关,也与溶液中离子浓度有关, 6.2 沉淀的生成与溶解,四. 配合物的生成对溶解度的影响 沉淀的配位溶解,三. pH 值对溶解度的影响 沉淀的酸溶解,二. 同离子效应,一. 溶度积规则,沉淀溶解平衡的反应商判据,即溶度积规则：,一. 溶度积规则, J 平衡向左移动，沉淀析出；, J = 处于平衡状态，饱和溶液；, J 平衡向右移动，无沉淀析出； 若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。,PbCrO4(

4、s),例：,BaCO3的生成。, 加 BaCl2 或 Na2CO3, 加酸,溶度积规则的应用 沉淀的生成 (1).开始沉淀与沉淀完全 开始沉淀: J Ksp 沉淀完全: ci 1.010-5molL-1 (2).分步沉淀 当溶液中存在有两种或多种被沉淀离子时,若逐滴加入沉淀剂, 则沉淀的生成将分步进行,这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。,二. 同离子效应,1.同离子效应 在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。,例题：求 25时， Ag2CrO4在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度。,解：,三. pH 值对溶解度的影响 沉淀的酸

5、溶解,1.难溶金属氢氧化物,溶于酸,pH=14+1/n lgKsp/Mn+,pH=14+1/n lgKsp/10-6,溶于酸也溶于碱,类似的化合物，只要金属具两性，均可得到如此曲线. 如 Cu(OH)2、Zn(OH)2、Cr(OH)3等.,Zn(OH)2生成 Zn(OH)2沉淀 Zn(OH)2溶解,溶于铵盐,难溶金属氢氧化物的溶解 (hydroxide) M (OH) n (s) M n+ (aq) + nOH- (aq) ，Ksp,由此可计算氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH值。在化学反应试剂生产中，控制Fe3+离子的含量是恒量产品质量的重要指标之一。除去Fe3+离子杂质的方法之一是控制溶液p

6、H值。 1、大多数氢氧化物溶解度都比较小。 2、氢氧化物开始沉淀和沉淀完全不一定在碱性环境。 3、由于各沉淀物沉淀的pH不同，故可通过控制pH达到分离金属离子的目的。,例题：在含有0.10molL-1 Fe3+和 0.10molL-1 Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在溶液中，应控制pH值为多少?,3.2 Fe3+10-6,7.2,pH,可将pH值控制在 1.9 7.2 之间,Fe3+沉淀完全,Ni2+开始沉淀,例题： 在0.20L的 0.50molL-1 MgCl2溶液中加入等体积的 0.10molL-1的氨水溶液，问有无Mg(OH)2沉淀生成？为了不使 Mg(OH)2沉淀析

7、出，至少应加入多少克NH4Cl(s)？ (设加入NH4Cl(s)后体积不变),解：,25,.,0,10,1,.,5,),Mg,(,),(Mg(OH),),OH,(,12,2,2,-,+,-,=,c,c,四. 配合物的生成对溶解度的影响 沉淀的配位溶解,当难溶化合物的溶度积不很小，且配合物的生成常数比较大时，就有利于配位溶解反应的发生。,例题：室温下，在1.0L氨水中溶解0.10mol固体的AgCl(s)，问氨水的浓度最小应为多少?,氧化配位溶解：,氧化还原溶解：,沉淀溶解的方法：,酸（碱或 盐）溶解,氧化还原溶解,配位溶解,氧化 配位（王水）溶解,沉淀生成的计算与应用,例： 向 1.0102

8、moldm3 CdCl2 溶液中通入 H2S 气体 ，,1) 求开始有 CdS 沉淀生成时的 S2 ；,2) Cd2+ 沉淀完全时，S2 是多大？,当 S2 8.01025 moldm3 时，开始有 CdS 沉淀生成。,2） 一般情况下，离子与沉定剂生成沉淀物后在溶液中的残留浓度低于 1.0105 moldm3 时，则认为该离子已被沉淀完全。,依题意 Cd2+1.0105 moldm3 时的 S2 为所求。,即当 S2 8.01022 moldm3 时，Cd2+ 已被沉淀完全。,4.3 两种沉淀之间的平衡,二. 沉淀的转化,一. 分步沉淀,1L溶液,一. 分步沉淀,实验：,分步沉淀的次序：,

9、与 的大小及沉淀的类型有关 沉淀类型相同，被沉淀离子浓度相同， 小者先沉淀， 大者后沉淀； 沉淀类型不同，要通过计算确定。, 与被沉淀离子浓度有关,例题：某溶液中含Cl和 ，它们的浓度分别是 0.10mol.L-1和0.0010mol.L-1，通过计算证明，逐滴加入AgNO3试剂，哪一种沉淀先析出。当第二种沉淀析出时，第一种离子是否被沉淀完全(忽略由于加入AgNO3所引起的体积变化)。,解：析出AgCl(s)所需的最低Ag+浓度,例: 使 0.01 mol ZnS 溶于 1dm3 盐酸中，求所需盐酸的最低浓度。,解：当 0.01mol 的 ZnS 全部溶解于 1dm3 盐酸时，生成的 Zn2+

10、 0.01 moldm3，与 Zn2+ 相平衡的 S2 可由沉淀溶解平衡求出。,当 0.01mol 的 ZnS 全部溶解时，产生的 S2 将与盐酸中的 H+ 结合成 H2S ，且假设 S2 全部生成 H2S ，则溶液中 H2S0.01 moldm3,根据 H2S 的电离平衡，由 S2 和 H2S 可以求出与之平衡的 H+ ，,故,这个浓度是平衡时溶液中的 H+，原来的盐酸中的H+ 与 0.01mol 的 S2 结合生成 H2S 时消耗掉 0.02 mol 。故所需的盐酸的起始浓度为 0.096 moldm3。,上述计算可以通过总的反应方程式进行,反应开始时浓度 H+0 0 0,平衡时相对浓度

11、H+00.02 0.01 0.01,即,所以,故有 H+0 0.096 moldm3,二. 沉淀的转化,沉淀的转化:把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程。,条件:生成沉淀的溶解度小于反应沉淀的溶解度。,例题：在1LNa2CO3溶液中使0.010mol的CaSO4全部转化为CaCO3,求Na2CO3的最初浓度为多少?,解：,结论：,沉淀类型不同，计算反应的 。,沉淀类型相同, 大（易溶)者向 小（难溶)者转化容易，二者 相差越大，转化越完全，反之 小者向 大者 转化困难；,第六章 复习,1、溶度积,定温下，难溶电解质AnBm在水溶液中存在如下沉淀-溶解平衡：,相应的标准平衡常数叫溶度积,则 K sp

12、= cn(Am+)cm(Bn- ),例1、已知Ksp (AgCl) 1.78 10-10， Ksp (Ag2CrO4) 1.78 10-10，试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度,解：（1）设AgCl的溶解度为S1（mol dm-3),AgCl(s) = Ag+(aq) + Cl-(aq),平 S1 S1,Ksp = S12,(2)设Ag2CrO4的溶解度为S2（mol dm-3),Ag2CrO4(s) = 2Ag+(aq) + CrO42-(aq),平 2S2 S2,Ksp = 4S23,S2 =6.54 10-5,2、溶度积规则,三种情况: (1) J = Ksp 饱和溶液 达动态平衡 (2) J Ksp 过饱和溶液,沉淀析出 直至溶液饱和,溶度积规则,3.同离子效应 难溶电解质溶液中，加入含有与难溶电解质相同离子的易溶强电解质，难溶电解质的溶解度减小，这种现