无机化学课件PPT-沉淀溶解平衡

Fe(OH)2 Fe(OH)3
FeS Hg2Cl2 Hg2Br2 Hg2I2
HgS PbCl2 PbCO3 PbCrO4 PbSO4 PbS PbI2 Pb(OH)2
Ksp 4.87 10-17 2.64 10-39 1.59 10-19 1.45 10-18 5.8 10-25 4.5 10-29 4.0 10-53 1.17 10-5 1.46 10-13 1.77 10-14 1.82 10-8 9.04 10-29 8.49 10-9 1.42 10-20
若考虑PO43-离子水解，则[PO43-] S，而是:
S
[PO
3 4
]
[HPO
2 4
]
[H
2
PO
4
]
[H
3PO
4
]
[PO
3 4
]1
[H ] Ka3
[H ]2 K a2K a3
[H ]3 K a1K a2Ka3
三、溶度积规则
溶度积规则：可以通过比较沉淀溶解平衡的反应商Q和Ksp的大 小来判断难溶强电解质溶液中反应进行的方向：
沉淀溶解平衡 （Precipitation and Dissolution Equilibrium）
根据物质在水中的溶解度（S）大小，将其分为四个级别：
易溶：S > 1 g/100g H2O 可溶：S = 0.1 – 1 g/100g H2O 微溶：S = 0.01 – 0.1 g/100g H2O 难溶：S < 0.01 g/100g H2O 不存在完全不溶的化合物
解：沉淀出Ni(OH)2，则溶液中[Ni2+][OH-]2 > Ksp(Ni(OH)2) [Ni2+] = 0.01 moldm-3 最低的[OH-]浓度为 [OH-]min2 = Ksp(Ni(OH)2) /[Ni2+]
注意点 （1）由于是难溶强电解质，溶液浓度很小，因此溶液离子强 度很小，可用体积摩尔浓度代替活度； （2）上述平衡只适用于离子型的固体强电解质； （3） Ksp的数值大小只决定于电解质本身和体系的温度， 一般来讲，温度越高， Ksp的数值越大。
常见难溶强电解质的溶度积Ksp（298K）
化合物
AgCl AgBr AgI Ag2CrO4 Ag2S() BaCO3 BaSO4 BaCrO4 CaCO3 CaC2O4 CaF2 CuS CuBr CuI
在含有固体的难溶强电解质的饱和溶液中，存在着固体难溶电 解质（固相）与溶液中相应各离子（溶液相）的多相平衡。
§1 溶度积
一、沉淀溶解平衡
1、沉淀溶解平衡 溶解：由于水分子与固体表 面的粒子相互作用，使溶质 粒子脱离固体与水合粒子状 态进入溶液的过程； 沉淀：处于溶液中的溶质粒 子转为固体状态，并从溶液 中析出的过程； 沉淀溶解平衡：水溶液中溶 质沉淀和溶解的速率相等。 为动态平衡和多相平衡。
BmAn (s) ⇌ m Bn+ (aq) + n Am- (aq) 其反应商为：Q = [Bn+]m [Am-]n
Q > Ksp，沉淀从溶液中析
A
出；
Q = Ksp，沉淀和溶解达到
平衡，即饱和溶液与沉淀平 C
衡；
Q < Ksp，溶液不饱和，若
B D
体系中有沉淀物，则沉淀物将
溶解。
实线：AgCl在水溶液中的饱和曲线。
§2 沉淀溶解平衡的移动
一、沉淀的生成 1、生成沉淀的条件：Q > Ksp 2、溶液中离子完全沉淀的判据：
定性分析：离子浓度小到10-5 moldm-3; 定量分析：离子浓度小到10-6 moldm-3。
例：若要从0.01moldm-3Ni(NO3)2溶液中沉淀出Ni(OH)2，计算 至少需要OH-的浓度。Ksp(Ni(OH)2) = 1.6 10-14。
二、溶度积与溶解度的关系 由于难溶强电解质的饱和溶液很稀（ 1），可以摩尔溶解度 换算为物质的量浓度S。 不同形式的难溶强电解质，溶度积和溶解度之间的关系不同：
1、BA型电解质：KsΘp [Bn ][An ] S2 2、B2A/BA2型电解质： KsΘp [Bn ]2[A2n ] 4S3 3、B3A/BA3型电解质： KsΘp [Bn ]3[A3n ] 27S4 4、B3A2/B2A3型电解质：KsΘp [B2n ]3[A3n ]2 108S5 通式：对于BmAn型难溶强电解质，
BaSO4溶解和沉淀过程 BaSO4(s) ⇌ Ba2+ (aq) + SO42- (aq)
2、溶度积常数Ksp
沉淀溶解通式：BmAn (s) ⇌ m Bn+ (aq) + n Am- (aq)
平衡常数
[Bn ]m[Am ]n K
[BmAn ]
溶度积常数Ksp = K[BmAn ] = [Bn+]m [Am-]n
Ksp 1.7710-10 5.3510-13 8.5110-17 1.1210-12 6.6910-50 2.58 10-9 1.07 10-10 1.17 10-10 4.96 10-9 2.34 10-9 1.46 10-10 1.27 10-36 5.27 10-9 1.27 10-12
化合物
注意点
（1）正负离子组合形式相同的难溶电解质，Ksp大的，其溶 解度业大；正负离子组合形式不同的难溶电解质，溶解度的
大小不能简单用Ksp来比较，只能通过计算S来说明； （2）在进行Ksp与S之间的相互换算时，应保证电解质电离 出来到离子仅仅以水和离子形若不考虑Ag+水解，则[Ag+] = 3S；
例2 298K，AgCl的溶解度为1.92 10-3 gdm-3,计算其Ksp。
解：[Ag+] = [Cl-] = 1.92 10-3/143.4 = 1.34 10-5 moldm-3 Ksp = [Ag+] [Cl-] = 1.8 10-10
虽然 Ksp（AgCl）> Ksp （Ag2CrO4） 但 S （AgCl）< S（Ag2CrO4）
KsΘp [Bn ]m[Am ]n mm nn S mn
例1 298K，饱和Ag2CrO4溶液中Ag+浓度为1.3 10-4 moldm-3, 计算其Ksp。 解：[Ag+] = 1.3 10-4 moldm-3
[CrO42-] = [Ag+]/2 = 6.5 10-5 moldm-3 Ksp = [Ag+]2 [CrO42-] = 1.1 10-12