无机及分析化学教案 第13章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定
9.5 沉淀溶解平衡及在分析化学中的应用(定稿)
9.5.2 沉淀的形成和沉淀条件
(2)无定型沉淀的沉淀条件 无定型沉淀大多溶解度很小,无法控制其过饱和度, 以至生成大量微笑胶粒而不能长成大粒沉淀。 ① 沉淀作用应在蕉农的热熔也中进行,加入沉淀剂的速度不 必太慢。 ② 沉淀要在大量电解质存在下进行 使带电荷的胶体粒子相互凝聚、沉降 ③ 不必陈化 陈化不仅不能改善沉淀的形状,反而会失去水分而使沉淀 聚集的十分紧密,杂质反而难以洗净,必要时进行在沉淀
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9.5.1 影响沉淀纯度的因素
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9.5.1 影响沉淀纯度的因素
9.5.1.2 后沉淀 后沉淀是指某种沉淀吸出后,另一种本来难以沉淀的 组分在该沉淀表面继续析出沉淀的现象。大多数发生在该 组分西城的稳定的过饱和溶液中。 如:Mg2+存在下沉淀CaC2O4时,由于Mg2+形成稳定 的草酸盐过饱和溶液而不立即析出。如果把草酸钙沉淀立 即过滤,则发现沉淀表面上吸附了少量的镁,且放置时间 越长,草酸镁的后沉淀会显著增多。 后沉淀引入的杂质比共沉淀更多,且随着沉淀放置时 间越长而增多,因此某些沉淀陈化的时间不宜过久。
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9.5.2 沉淀的形成和沉淀条件
聚集速率大小主要取决于沉淀时的条件。
冯.韦曼提出的经验公式,沉淀的分散度(颗粒大小) 与溶液的相对过饱和度有关:
无机及分析化学指导--沉淀反应及滴定
第五章
1.写出下列难溶电解质的溶度积常数表达式:
AgBr,Ag2S,Ca3(PO4)2,MgNH4AsO4
解:K sp(AgBr) = c(Ag+)⋅c(Br-)
K sp(Ag2S) = c2(Ag+)⋅c(S2-)
K sp[Ca3(PO4)2] = c3(Ca2+)⋅c2(PO43-)
K sp(MgNH4AsO4) = c(Mg2+)⋅c(NH4+)⋅c(AsO43-) 2.求CaC2O4在纯水中及在0.010mol⋅L-1的(NH4)2C2O4溶液中的溶解度。解:在纯水中
s = {K sp(CaC2O4)}1/2 = (4⨯10-9)1/2 = 6⨯10-5 mol⋅L-1在0.010mol⋅L-1的(NH4)2C2O4溶液中,设溶解度为x mol⋅L-1,
则c(Ca2+) = x;c(C2O42-) = x+0.010 ≈ 0.010
x⨯0.010 = 4⨯10-9
所以s = x = 4⨯10-7 mol⋅L-1
3.假定Mg(OH)2在饱和溶液中完全电离,计算:
(1)Mg(OH)2在水中的溶解度;
(2)Mg(OH)2饱和溶液中OH-的浓度;
(3)Mg(OH)2饱和溶液中Mg2+的浓度;
(4)Mg(OH)2在0.010mol⋅L-1NaOH溶液中的溶解度;
(5)Mg(OH)2在0.010mol⋅L-1MgCl2溶液中的溶解度。
解:(1)设Mg(OH)2在水中的溶解度为x
K sp(Mg(OH)2) = c(Mg2+)⋅c2(OH-) = x⋅ (2x)2 = 4x3所以x ={ K sp(Mg(OH)2)/4}1/3
无机及分析化学
1. 原理:
指示剂:K2CrO4 实验确定(5%K2CrO41ml)
AgNO3 Cl 和Br
SP前:Ag Cl AgCl (白色)
K sp 1.81010
EP:2Ag CrO42 Ag2CrO4 (砖红色) K sp 1.21012
AgCl的Ksp> Ag2CrO4的Ksp,为何先生成AgCl?
本章重点——难溶性银盐的沉淀滴定分析
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NWNU-Department of Chemistry
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
二、银量法
1. 银量法的原理
Ag+ + X-
AgX↓
过量形成另一种沉淀, 指示终点到达
X Cl ,Br ,I ,SCN
2. 滴定滴定曲线
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无机及分析化学
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第五节 沉淀滴定法
2019/9/12
NWNU-Department of Chemistry
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
教学要求
1、了解沉淀滴定中莫尔法和佛尔哈德法德基本原理、 滴定条件;
不可测I- ,SCNAgI和AgSCN具有强烈吸附作用,使终点观察不
无机及分析化学滴定分析
滴定管 滴定剂
被滴定溶液 4
标准溶液:已知准确浓度的试剂溶液。 滴定:将标准溶液通过滴定管滴加到待测组分溶液中的过程。
滴定反应:滴定时进行的化学反应。 例:HCl + NaOH = NaCl + H2O
滴定操作
5
化学计量点:当所加入的标准溶液与被测物质完全反应所处于的状态,简称剂量 点,以sp进行表示。
cBVB=cSVS
被测物质质量分数的计算
ωB= 返滴定法用公式
ωB=
cSVSMB10-310% 0 m
(cS1VS1- cS2VS2)MB1-0310% 0 m
24
Question
例8-3 称取铁矿样0.6000g,溶解还原成Fe2+后,
用T(FeO/K2Cr2O7)=0.007185 g •mL-1的重铬 酸钾标准溶液滴定,消耗24.56mL,求Fe2O3的质量分数。
例:溴甲酚绿——甲基红
pH 0
2
4
6
8
甲基红 溴甲酚绿
溴甲酚绿—甲基红 34
8.2.2 酸碱滴定曲线 一.强酸与强碱的滴定
以0.1000mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00mL 0.1000mol·L-1的HCl溶液: 滴定过程
1. 滴定前
c (H ) c H C l 0 .1 0 0 0 m o lL - 1
《无机及分析化学》教学大纲
《无机及分析化学》教学大纲
篇一:无机及分析化学教学大纲云南科技信息职业学院 YUNNAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY INFORMATION 化学课程教学大纲应用技术学部园艺系云南科技信息职业学院应用技术学部园艺技术专业化学课程教学大纲【课程名称】化学【课程类别】专业必修课【课时】 68学时【学分】 4学分【课程性质、目标和要求】(课程性质):《化学》是研究物质的组成、结构、性质、变化及变化过程中能量关系的一门基础课程。(教学目标):通过本课程的学习,使学生牢固掌握原子分子结构、元素周期律、氧化还原反应和四大平衡等有关的化学基本理论和基本知识。(教学要求):由该课程的地位、性质、教学目的以及我校的实际情况所决定,在教学活动中应坚持以课堂教学为主,课后作业、答疑为辅。本课程计 2 学分,68 学时,学时分配如下:【】第一章溶液和胶体一、学习目的要求 1.熟练掌握物质的量、摩尔质量等概念及溶液组成的常用方法; 2.掌握溶液组成不同表示方法间的换算; 3.了解稀溶液的依数性及其在本专业中的应用。二、主要教学内容第一节分散系第二节溶液浓度的表示方法 1.物质的量及其导出量; 2.溶液浓度的表示方法; 3.几种溶液浓度表示方法间的转换; 4.等物质的量规则。第三节稀溶液的依数性 1.溶液的蒸汽压下降; 2.溶液的沸点升高; 3.溶液的凝固点下降; 4.溶液的渗透压。三、课堂讨论题例1-1 、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6。四、课外作业选题习题 p19:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12。第二章电解质溶液一、学习目的要求 1.熟练掌握一些基本概念,Ki、pH、α、同离子效应、盐效应和缓冲溶液等; 2.掌握一元弱酸、弱碱溶液值的计算方法; 3.掌握缓冲溶液的组成、pH值的计算、缓冲原理; 4.掌握盐类水解的原理及水解平衡的移动; 5.熟练掌握平衡常数的概念及有关计算; 6.掌握平衡移动的原理。
《基础应用化学》课件第六章-沉淀溶解平衡与沉淀滴定法
Ksp [Mg2 ]
1.81011 8.5106 mol/L 0.25
[OH-]=Kb
c碱 c盐
c 盐= Kb
c 碱 1.8105 0.05 0.11mol / L
[OH-]
8.5 106
m(NH4Cl)=0.11×1×53.5 = 5.9g
(2)方法2:还可以理解为沉淀后加入 NH4+,使
如AgCl,CaCO3 如Mg(OH)2 ,Ag2CrO4 如 Fe(OH)3,Ag3PO4 如Bi2S3,Ca3(PO4)2
沉淀和溶解平衡
(二)溶度积与溶解度的关系
2、Ksp和S的区别与联系
(1)同种类型的难溶电解质,在一定温度下,Ksp越大则溶解度越大。不同类型的难溶 电解质,则不能用Ksp的大小来比较溶解度的大小,必须经过换算才能得出结论。
Fe3+ + SCN-
[Fe(SCN)]2+ (红)
Kf 1.38 10 2
此法测定 Cl-、Br-、I- 和SCN-时,先在被测溶液中加入过量的AgNO3标准溶液,然后加
入铁铵矾指示剂,以NH4SCN标准溶液滴定剩余量的 Ag+ 。
沉淀滴定法
(二) 佛尔哈德法
2、测定条件
(1)指示剂的用量。通常Fe3+ 的浓度 为 0.015mol·L-1 。
氢钠中和。
无机及分析化学(下)教案
无机及分析化学(下)教案
一、教学目标
1. 知识与技能:
(1)掌握酸碱平衡、沉淀平衡、氧化还原平衡的基本概念;
(2)了解常见酸碱盐的性质及应用;
(3)熟悉常见元素的主要化合物的性质及分析方法。
2. 过程与方法:
(1)通过实验观察和数据分析,培养学生的实验操作能力和观察能力;(2)运用化学原理解决实际问题,提高学生的应用能力。
3. 情感态度与价值观:
激发学生对无机及分析化学的兴趣,培养学生的科学精神,增强学生对社会、环境的责任感。
二、教学内容
1. 酸碱平衡
(1)酸碱的概念及分类;
(2)酸碱的离子平衡理论;
(3)酸碱反应的类型及特点。
2. 沉淀平衡
(1)溶解度与溶解度积;
(2)沉淀的类型及形成原理;
(3)沉淀反应的应用。
3. 氧化还原平衡
(1)氧化还原反应的基本概念;
(2)电子转移与电极电势;
(3)氧化还原反应的配平及应用。
三、教学重点与难点
1. 教学重点:
(1)酸碱平衡的基本概念及应用;
(2)沉淀平衡的基本概念及应用;
(3)氧化还原平衡的基本概念及应用。
2. 教学难点:
(1)酸碱平衡的计算;
(2)沉淀平衡的计算;
(3)氧化还原反应的配平及计算。
四、教学方法
1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动探究;
2. 利用实验和案例分析,增强学生的实践能力;
3. 运用多媒体手段,提高学生的学习兴趣。
五、教学评价
1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况等,占总评的40%;
2. 实验报告:包括实验操作、数据处理、结论分析等,占总评的30%;
3. 期末考试:包括选择题、填空题、解答题等,占总评的30%。
《无机及分析化学》教学大纲
《无机及分析化学》教学大纲
第一部分大纲说明
一、课程基本情况
课程编码:(不确定的可暂空置不写)(宋体,小四号,一级标题以下的内容字体要求相同)课程名称:无机及分析化学
课程类别:专业必修课
学时/学分:108/6
先修课程:中学化学
适用专业:应用化工技术
开课系(部)或教研室:理工系
二、课程的性质、内容和任务
《无机及分析化学》课程是高职院校应用化工技术专业的一门重要的专业基础课,是研究物质的组成、结构、性质、变化及变化过程中能量关系的一门基础课程。集无机化学、分析化学两大基础课之优势和特点于一身。通过本课程的学习,要求学生不仅掌握无机与分析化学的基本原理,掌握四大平衡及四大滴定分析方法和实际应用,熟悉仪器分析测试的基本原理和适用范围,了解元素化学的性质与应用,并且能熟练运用基本原理,结合相关知识解决实际问题,正确理解和掌握基本的化学分析方法,养成良好的实验习惯和严谨求实的科学作风,培养学生分析问题与解决问题的能力,达到培养学生的综合素质与创新能力的目标。并为后续课程有机化学和物理化学等学科学习打好基础。
三、教学的目的和要求
通过本课程的学习实践,为发展学生在专业学习和职业岗位奠定必需的化学基础知识和化学检验知识、技能及方法,培养学生具有良好的职业道德、行为规范和认真细致操作的工作态度,树立高度责任意识。在理论学习应使学生达到以下基本要求:
1、学习并掌握物质结构基础理论知识;
2、学习并掌握化学检验的标准、安全知识、仪器设备、工作程序、分析步骤、检验方法、误差与数据处理等相关理论知识及计算;这部分内容是各行业从事检测技术人员必备的知识,其目的是为后续各章知识的学习以及将来上岗工作打下良好的基础。
无机及分析化学(下)教案
无机及分析化学(下)教案
一、教学目标
1. 知识与技能:
(1)掌握酸碱平衡的基本理论;
(2)了解常见酸碱滴定反应及其应用;
(3)熟悉沉淀溶解平衡及沉淀滴定法;
(4)掌握原子吸收光谱法、原子发射光谱法和质谱法的原理及应用。
2. 过程与方法:
(1)通过实验操作,培养学生的动手能力和实验技能;
(2)通过案例分析,提高学生解决实际问题的能力;
(3)通过小组讨论,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3. 情感态度与价值观:
(1)培养学生对化学科学的兴趣和热情;
(3)培养学生关注社会热点问题,提高学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容
1. 酸碱平衡
(1)酸碱理论;
(2)离子积常数;
(3)酸碱滴定反应及滴定曲线。
2. 酸碱滴定法
(1)强酸强碱滴定;
(2)弱酸弱碱滴定;
(3)氧化还原滴定;
(4)非水滴定。
3. 沉淀溶解平衡
(1)溶度积常数;
(2)沉淀的形成与溶解;
(3)沉淀滴定法。
4. 原子吸收光谱法
(1)原理;
(2)仪器结构;
(3)应用。
5. 原子发射光谱法和质谱法
(1)原理;
(2)仪器结构;
(3)应用。
三、教学重点与难点
1. 教学重点:
(1)酸碱平衡的基本理论;
(2)酸碱滴定反应及其应用;
(3)沉淀溶解平衡及沉淀滴定法;
(4)原子吸收光谱法、原子发射光谱法和质谱法的原理及应用。
2. 教学难点:
(1)酸碱滴定曲线的分析;
(2)沉淀滴定法的操作及计算;
(3)原子吸收光谱法、原子发射光谱法和质谱法的实际应用。
四、教学方法
1. 课堂讲授:讲解基本理论,分析实际案例;
2. 实验操作:培养学生动手能力,巩固理论知识;
《无机及分析化学》课程教学大纲
《无机及分析化学》课程教学大纲
课程名称:无机及分析化学课程类别:专业基础课
适用专业:生物科学/环境生态工程/生态学专业考核方式:考试
总学时、学分:48学时3学分其中实验学时:0 学时
一、课程教学目的
本课程的目的是要求学生掌握元素周期律、物质结构理论基本知识、化学热力学、化学反应速率、化学平衡、酸碱平衡、沉淀平衡、配位平衡、氧化还原反应等基本理论。并在上述理论的指导下,理解掌握溶液中四大平衡的相互关系和有关计算。重点掌握平衡的原理、溶液中的各种化学平衡及其在分析化学中的应用,使学生建立准确的“量”的概念和掌握鉴定物质的化学结构和化学成分以及测定有关成分含量的化学分析方法及方法的原理。通过分析化学理论和实验学习,培养学生实事求是的科学态度和严谨、细致的工作作风,为后继课程的学习和将来参加社会实践打下良好基础。在完成该课程的学习之后,要求学生在掌握了无机分析化学基本原理的前提下,可以根据样品性质、分析对象,正确设计分析方案,精确测定组分含量,准确报告分析结果,培养学生分析问题和解决问题的能力,具备初步的实验技能。能够运用所学知识解决生产生活中的实际问题,能将化学知识与专业实际相结合。
二、课程教学要求
1、注意讲清本课程中的基本概念和基本理论,在保持课程的科学性及系统性的基础上,应突出重点、难点,并努力反映本学科的新成就。
2、因学时有限,内容较多,有一部分内容要求学生自学。采用由教师提示,学生课后自学并提出问题,老师课后解答的方式。
3、必要时对重点章节,可在讲授基础上,引导学生查阅资料,并进行课后学习兴趣小组讨论,写出读书报告,以培养学生综合分析问题的能力。
化学无机及分析化学教案
化学无机及分析化学教案
一、教学内容概述:化学无机及分析化学是大学化学专业的必修课程之一,旨在培养学生对无机化学基本概念、实验技术和化学分析方法的掌握能力。本教学内容主要包括无机化学基本原理、无机化合物的结构及性质、无机化合物的合成方法、化学分析方法和实验技术等方面。
二、教学目标:
1.掌握无机化学的基本概念和原理,了解无机化合物的结构和性质;
2.熟悉无机化合物的常见合成方法和实验技术;
3.掌握常用的化学分析方法,能够进行定性和定量分析实验;
4.培养学生实验操作和实验报告撰写的能力,培养学生的科学研究思维和实验设计能力。
三、教学内容及安排:
1.无机化学基本概念和原理(2周)
a.原子结构与化学键
b.元素周期表和元素的周期性
c.典型无机化合物的分类和命名
d.无机酸、无机碱和盐的酸碱反应
e.无机离子在溶液中的行为
2.无机化合物的结构和性质(2周)
a.高聚物和配合物的结构与性质
b.无机化合物的晶体结构与性质
c.稀土元素化合物的特性和应用
d.锂离子电池和太阳能电池的原理与材料
3.无机化合物的合成方法(2周)
a.氧化还原反应的合成方法
b.酸碱反应的合成方法
c.沉淀反应和置换反应的合成方法
d.高温合成和水热合成的方法
4.化学分析方法(2周)
a.定性分析方法:火焰试验、沉淀反应、络合滴定等
b.定量分析方法:酸碱滴定、电位滴定、光度测定等
c.常用分析仪器:原子吸收光谱仪、气相色谱仪等
5.实验技术(2周)
a.实验室常用仪器设备和玻璃器皿的使用方法
b.常见实验操作技术:过滤、结晶、干燥、萃取等
c.实验报告撰写和实验设计的基本要求
无机及分析化学沉淀溶解平衡
8.2.1 沉淀滴定法条件
1. 滴定分析的沉淀反应必须符合以下条件 (1)反应速率要快,反应要定量进行完全。 (2)生成的沉淀组成恒定且溶解度要小。 (3)有适当的指示剂或其他方法指示滴定终点。 (4)沉淀的吸附和共沉淀现象不影响滴定终点的确定。
2. 常用沉淀反应
— 10 —
模模块块二一 氧化莫还尔原法平衡
模模块块一一 沉氧淀化溶还解原平平衡衡
与原电池
8.1 沉淀溶解平衡
8.1.2 溶度积规则
— 5—
要判断一个溶液是否有沉淀生成,或沉淀在溶液中能否溶解,必须比较难溶电解质溶液的 离子积Qi和溶度积 ,才能得出结论。
离子积:某难溶电解质溶液中,其离子浓度(以计量数为指数)的乘积称为离子积,用 Qi表示。难溶物AmBn溶液的离子积:
— 6—
8.1.3 溶度积规则的应用
【例】 等体积混合0.002 mol·L‒1的Na2SO4溶液和0.02 mol·L‒1的BaCl2溶液,是否有BaSO4 白色沉淀生成?
模模块块一一 沉氧淀化溶还解原平平衡衡
与原电池
8.1 沉淀溶解平衡
8.1.3 溶度积规则的应用
— 7—
【例】 某溶液中c( 浓度。
定法
项目八 沉淀平衡与沉淀滴
定法
项目九 吸光光度法
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项氧八 沉淀溶解平衡与 沉淀滴定法
《无机及分析化学》第5章
= (Ba2+)·c(Ba2+)· (SO42-)·c(SO42-) KNO3加入后 ,离子强度I 增加 , 活度系数 减少 。
温度一定时Ksp是常数, 所以 c(Ba2+) 和c(SO42-)增加 , BaSO4的溶解度增加 。
溶解平衡
Ag2CrO4(s)
平衡时浓度/molL1
2Ag+ (aq) + CrO42(aq)
2S
S
可得
KSP=c(Ag+)2 ·c(CrO42)=(2S)2 ·S=4S3 = 4×(6.54×105)3=1.12×1012
溶度积换算为溶解度
例5-4 在25°C时AgBr的KSP = 5.35×1013,试计算AgBr的
Ag2CrO4
1.120×10-12
6.54×10-5
5.1.3 溶度积原理
AnBm(s) = nAm+(aq) + mBn(aq) Qi = c (Am+) n·c (Bn-) m
Qi(离子积):任一状态离子浓度的乘积,其值不定。 Qi>KSP, ,沉淀析出
Qi=KSP,饱和溶液
Qi<KSP,沉淀溶解 Why? r Gm = RT lnK + RT lnQ
《无机及分析化学》课程教学大纲
《无机及分析化学》课程教学大纲
课程代码: 050431021
课程英文名称:Inorganic and analytical chemistry
课程总学时:56 讲课:56 实验:0 上机:0
适用专业:无机非金属材料工程和粉体材料科学与工程专业
大纲编写(修订)时间:2017.10
一、大纲使用说明
(一)课程的地位及教学目标
无机及分析化学是高等院校无机非金属材料工程专业和粉体材料科学与工程专业重要的专业基础课,主要讲述无机化学和分析化学基本理论、基础知识和基本方法。在无机非金属材料工程专业和粉体材料科学与工程专业培养计划中,它起到专业基础课向专业课过渡的作用。本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外,通过基础实验的训练,培养学生严谨的、实事求是的科学态度,掌握解决无机化学和分析化学方面问题的能力。
通过本课程的学习,学生将达到以下要求:
1.掌握无机及分析化学的基本理论和基础知识,具有独立完成基础实验的能力;
2.能够运用所学的基础理论知识,从理论的高度对实际问题给予指导和解决,成为厚基础、高素质、专业适应性强、有一定设计和创新能力的高科技人才;
3.了解无机化学和分析化学未来的发展方向。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求
1.基本知识:掌握无机及分析化学的基本理论,如酸碱理论、分析化学的四大滴定等。
2.基本理论和方法:物质的聚集状态;溶液的基本性质及离子反应;反应速度和化学平衡;酸碱理论及酸碱滴定;氧化还原及氧化还原滴定法;沉淀溶解平衡及沉淀滴定,物质结构,配位化合物及配位滴定和元素性质等重要的基础理论及其应用,适当的介绍仪器分析的内容。
大学课件无机及分析化学-第七章沉淀溶解平衡与沉淀滴定法
一、溶度积
第七章第一节
平衡时
K a(Ag ) a(Cl )
因离子的浓度很小,
a(Ag
)
c(Ag
) ,
a(Cl ) c(Cl )
c
c
c(Ag
)
c(Cl
)
K
c
c
Ksp
AmBn (s)
m An+ (aq) n Bm (aq)
Ksp
(2 103)3 8 109 > Ksp (1.12 1012 )
所以有沉淀析出。
例 题 7-4
第七章第二节
试求298K时,AgCl在0.010 mol·L1 NaCl中的溶解
度。已知 Ksp (AgCl) 1.771010 。
解:
AgCl
Ag+ Cl
平衡时浓度/mol L1
S S 0.010 0.010
两者均可表示物质的溶解能力,相互间可换算。
Ksp S
例 题 7-1
第七章第一节
298K时,AgCl的 解度S。
Ksp
为1.771010,试求AgCl的溶
解:
AgCl
Ag+ +Cl
平衡时浓度/mol L1 S
S
Ksp (AgCl) c(Ag+ ) / c c(Cl ) / c (S / c )2
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第十三章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定
学习指导
1、掌握溶度积的概念、溶度积与溶解度的换算;
2、了解影响沉淀溶解平衡的因素,学会利用溶度积规则判断沉淀的生成及溶解;
3、掌握摩尔法的基本原理、滴定条件及主要应用;
4、了解重量分析法的基本原理。
§13-1 沉淀溶解平衡
电解质按其溶解度的大小,可分为易溶电解质和难溶 (微溶)电解质两大类。一般把溶解度小于20.01/100g gH O 的电解质称为难溶电解质。电解质溶解后,电解质晶格表面上的离子会脱离表面而进入溶液中,成为水合离子,称为溶解;同时,溶液中的离子会相互结合成分子回到晶格表面,称为沉淀。当二者的速度相等时,则达到平衡,称为沉淀-溶解平衡。沉淀─溶解平衡是多相离子的动态平衡,υ溶解 =υ沉淀。
一、溶解度
在一定的温度下,某溶质在一定量的溶剂中溶解达平衡时溶解的量称为溶解度。对于微溶化合物,也有溶解,难溶物质通常用“ s ”表示溶解度。表示达到平衡时每升溶液中溶质B 的物质的量。单位mol L -1 。
微溶物在水中的溶解和电离是分步进行的: MA(s) MA(aq ,s 0) M ++ A –
式中s 0
是在一定的温度下MA 的溶解度。 aq ─表示以水做溶剂的溶液(即水溶液)
在一定的温度下 s ○为一常数,称为该物质的固有溶解度或分子溶解度(单位:
1mol L -⋅)
。s 0一般在10-6~10-9 1mol L -⋅之间。如AgCl 在纯水中的溶解度: s = s 0 + s (电离) = s 0+[Ag +] = s 0 +[Cl -]
由于溶解度极小,s 0 通常也很小,所以: s = [Ag + ] =[Cl -]
又如HgCl 2的溶解度:
2202[][][][]s Hg HgCl HgCl Hg s +++=++≈+ 二、溶度积
若微溶化合物MA 在水中除简单的水合离子外,其它存在形式忽略不计, 则 MA
(s) MA (aq) M ++A - a(M +)·a(A -)=K ap
K ap 称为该微溶化合物的活度积常数,简称活度积。
例如氯化银虽然是难溶物,如果把它的晶体放入水中,或多或少仍有所溶解,可表示为:
()AgCl s Ag Cl +-+溶解
沉淀
标准平衡常数表达式为:
()()()'()'()SP c Ag c Cl K AgCl c Ag c Cl c c θ
θθ+-+-=⋅=⋅ SP K θ称为该微溶化合物的溶度积常数,简称为溶度积。
溶度积与活度积的关系可表示为:
a(M +)·a(A -) = γM + [M +]·γA -[A -] = γM + γA – K sp = K ap
溶度积常数仅使用于难溶电解质的饱和溶液,对中等或易溶电解质不适用。溶度积常数可以用实验方法测定。一些难溶电解质的溶度积常数见附录。
三、溶解度和溶度积之间的换算
在一定的温度下,K sp一定,而s可随其它因素而变;对于同一类电解质(如AB型,AB2型等),可通过K sp比较它们在纯水中的溶解度。
1.AB型化合物:
K sp = [A+][B-] =S2
2.AB2型化合物:
K sp = [A+][B-]2= 4S3
2.AB3型化合物:
K sp = 27S4
3.A2B3型或A3B2型化合物:
K sp = 108S5
可列表如下:
例1298K时,BaSO
的溶解度为2.42×10-4 g/100g(H2O)。求BaSO4的
4
K sp。
解:已知 M (BaSO 4)= 233.4 g mol -1因溶液极稀,可认为密度为 1g.mL -1 第一步单位转换:S= 2.42×10-4 ×10 /233.4 = 1.04 ×10-5mol ⋅L -1
第二步计算得结果:BaSO 4
(s) Ba 2+ + SO 4 2–
K sp = [Ba 2+] × [SO 42–] = S×S =(1.04×10-5)2 = 1.08×10
-10 例2 Ag 2C 2O 4在某温度下的溶解度为s = 1.34×10-4(1mol L -⋅)
,求溶度积。 解: Ag 2C 2O 4
(s) 2Ag + + C 2O 42–
2s s
K sp = [Ag +]2×[C 2O 42–]=(2s)2×s = 4s 3= 9.62×10-12
四、溶度积规则
应用化学平衡移动原理可以判定沉淀─溶解反应进行的方向。下面以3CaCO 为例说明。
在一定温度下,把过量的3CaCO 固体放入纯水中,溶解达到平衡时,在
3CaCO 的饱和溶液中223()()c Ca c CO +-=,223'()'()SP c Ca c CO K θ+-⋅=。
(1)在上述平衡系统中,如果在加入2Ca +(或23CO -),此时,
223'()'()c Ca c CO +-⋅ >3()SP K CaCO θ,沉淀─溶液平衡被破坏,平衡向生成3CaCO 的
方向移动,故有3CaCO 析出。与此同时,溶液中2Ca +(或23CO -)浓度随
3CaCO 的析出而不断地减少,直至
223'()'()c Ca c CO +-⋅ =3()SP
K CaCO θ时,沉淀不在析出,在新的条件下重新建立起平衡:
2233CaCO Ca CO +-
+←−−−−平衡移向
(2)在上述平衡系统中,设法降低2Ca +(或23CO -)的浓度,或者两者都