第5章沉淀溶解平衡10PPT课件

沉淀(precipitation)-溶解(dissolution)
•两相化学平衡体系
•沉淀反应与溶解反应
•伴有新物相的生成与消失
•制备和提纯物质，测定含量或浓度
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5.1 沉淀溶解平衡
5.1.1 沉淀-溶解平衡
MA(s) MA(aq) M+(aq)+A-(aq)
溶解度 s ( mol·dm-3 或 g /100g水）
两步：晶核的形成 →晶核长大成晶粒
均匀液相中自发地产生晶核的过程—均相成核
溶液中常混有大量肉眼看不见的固体微粒—主要来源于容器 的沾污和试剂、溶剂中的杂质，当构晶离子达到一定浓度时 ，它们也可以起到晶核的作用—晶种—诱导沉淀的形成—异 相成核
沉淀微粒的大小是由晶核形成和晶核生长这两个过程的相对 速率来确定的 如果沉淀时，聚集速率很快，晶核形成的速率很大，后扩散 到晶核上的构晶离子来不及定向排列，就又形成了新的晶核 —瞬间将有大量的晶核形成，使过剩的构晶离子消耗殆尽而 难于长大，只能聚集起来形成无定形的沉淀。
例：25℃时，晴纶纤维生产的某种溶液中，c(SO42-) 为 6. 0×10-4 mol.dm-3。若在 40.0dm3该溶液中，加入 0.010
mol.dm-3 BaCl2溶液 10.0dm3 ，问是否能生成BaSO4沉淀？ 如果有沉淀生成，问能生成BaSO4多少克？最后溶液中 [SO42-]是多少？
对过饱和度成正比： v(分散度) K Q s 过饱和度
s
定向排列速率主要与沉淀物质的性质有关，是物质的固有特性
控制沉淀的条件，可以调节构晶离子的聚集速率， 进而可以控制某些沉淀的类型
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5.2 沉淀的形成及溶度积规则
5.2.3 溶度积规则
AnBm (s)
nAm (aq) mBn (aq)
第五章 沉淀—溶解平衡(6h)
5.1 沉淀溶解平衡
5.2 沉淀的形成及溶度积规则
5.3 沉淀的溶解和转化
5.4 沉淀的纯度及影响沉淀纯度的因素
5.5 重量分析法
本章作业
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5.1 沉淀溶解平衡
5.1.1 沉淀-溶解平衡 5.1.2 溶度积和溶解度的关系
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5.1 沉淀溶解平衡
5.1.1 沉淀-溶解平衡
J
cn Am
cm Bn
——离子积
(1) J < Kspθ 不饱和溶液，无沉淀析出, 若 原来有沉淀存在，则沉淀溶解；
(2) J = Kspθ 饱和溶液，处于平衡； (3) J > Kspθ 过饱和溶液，沉淀析出
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5.2 沉淀的形成及溶度积规则
例：BaCO3(s) Ba2+(aq) + CO32-(aq) (1) 加酸 2H++ CO32-→H2O + CO2↑ c(CO32-)↓， J↓，J < Ksp利于 BaCO3 的溶解 (2) 加Ba2+或 CO32c(Ba2+) ↑ 或c(CO32-) ↑， J ↑，J > Ksp 促进 BaCO3生成
6.5 ? 105
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5.1 沉淀溶解平衡
结论： (1) 相同类型Kspθ大的 ，s 也大
AgCl AgBr AgI
(2) 不同类型要计算
Kspθ减小 s 减小
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5.2 沉淀的形成及溶度积规则
5.2.1 沉淀的类型和性质 5.2.2 沉淀的形成过程 5.2.3 溶度积规则
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5.2 沉淀的形成及溶度积规则
晶型沉淀
粗晶型沉淀(如MgNH4PO4) 细晶型沉淀(如BaSO4)
无定形沉淀——由许多疏松、杂乱无章地聚集在一起的微小 颗粒所形成。没有明显的晶面，颗粒中常含有大量数目的溶剂 分子，呈疏松的絮状，整个沉淀的体积比较大，不易沉降于容 器的底部，不易过滤和洗涤。
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5.2 沉淀的形成及溶度积规则
5.2.2 沉淀的形成过程
s3
K
θ sp
3 1.11012
6.5105 mol dm3
4
4
Ca 3 (PO4 )2的s
5
K
θ sp
108
分子式 溶度积
溶解度/mol dm 3
AgCl
1.8 ? 1010
1.3? 105
AgBr
5.0 ? 1013
7.1? 107
AgI
8.3 ? 1017
9.1? 1010
* Ag2CrO4 1.1? 1012
难 溶 物:溶解度小于0.01g/100gH2O的物质 微溶物质:溶解度在0.01～0.1g/100gH2O之间的物质 易溶物质:溶解度大于0.1g/100g H2O的物质
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5.1 沉淀溶解平衡
s = s0 + [M+] = s0 + [A-]
s0——固有溶解度
s = [M+] = [A-]
仅用于强电解质
溶度积
AnBm (s)
nAm (aq) mBn (aq)
K
θ ap
(A n Bm
)
aAn
aBm
[A]n
n A
[B]m
m B
Ksθp (AnBm ) [A]n[B]m
Ksθp
K
θ ap
/
An
m B
K
θ sp
—
溶度积常数,简称溶度积
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5.1 沉淀溶解平衡
5.1.2 溶度积和溶解度的关系
溶解度：s ( mol·dm-3 ）
Ksθp (BaSO4 ) 1.11010
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5.2 沉淀的形成及溶度积规则
解：
co
(SO
2 4
)
6.0104 40.0 50.0
AnBm (s)
平衡浓度mol.dm-3
nAm (aq) mBn (aq)ຫໍສະໝຸດ nsmsK
θ sp
(ns)n
(ms)m
nnmmsnm
s
(
K
θ sp
nnmm
1
) mn
AB型 s Ksθp
A 2 B或AB2型
s3
K
θ sp
4
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5.1 沉淀溶解平衡
例：Ksθp (Ag2CrO4 ) 1.11012
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5.2 沉淀的形成及溶度积规则
如果晶核的形成速率小于构晶离子在晶核上定向排列的速率， 构晶离子就可以按一定的晶格位置定向排列，从而形成较大颗 粒的晶型沉淀
沉淀的类型取决于构晶离子在晶核上的聚集速率和在晶核表面 上定向排列速率的相对大小
沉淀生成的初始速率(即晶核形成速率，也称分散度)与溶液的相
5.2.1 沉淀的类型和性质
1. 类型
晶型沉淀：其外观特征为颗粒状的结晶，粒径约为 0.1~1m
无定形沉淀：其外观特征呈胶状或絮状，直径仅有 0.02m
凝乳状沉淀： 介于上两种沉淀之间
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5.2 沉淀的形成及溶度积规则
2. 性质
晶型沉淀——较大的沉淀颗粒——内部构晶离子有规则地排 列，结构紧密，具有明显的晶面，沉淀的体积一般比较小， 容易沉降于容器的底部，沉淀便于过滤和洗涤。