1、沉淀溶解平衡与溶度积规则解读
沉淀-溶解平衡
沉淀-溶解平衡一、溶度积电解质的溶解度在每100g水中为0.1g以下的,称为微溶电解质。
在一定温度下,当水中的微溶电解质MA溶解并达到饱和状态后,固体和溶解于溶液中的离子之间就达到两相之间的溶解平衡:s表示固体,根据化学平衡原理:[MA(s)]是常数,可以并入常数项中,得到[M+][A-]=K[MA(s)]=Ksp (2-8)式(2-8)表明:在微溶电解质的饱和溶液中,温度一定时,各离子浓度幂之乘积为一常数,称为溶度积常数,简称溶度积。
用符号Ksp表示。
对于MmAn型电解质来说,溶度积的公式是[M]m[A]n= Ksp (2-9)须注意,式(2-9)中省略了离子的电荷。
表2-7列出了一部分微溶电解质的溶度积。
溶度积的大小取决于微溶电解质的本性,它随温度的升高而升稍微增大。
表2-7 一些微溶电解质的溶度积(18~25℃)溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力,所以它们之间可以互相换算。
知道溶解度可以求出溶度积,也可以由溶度积求溶解度。
不过由于影响微溶电解质溶解度的因素很多,如同离子效应、盐效应等,所以换算往往是比较复杂的。
我们只介绍不考虑这些因素时的简单换算方法。
但是要注意不能把它推广应用到任意微溶电解质。
应该指出:溶度积的大小与溶解度有关,它反映了物质的溶解能力。
对同类型的微溶电解质,如AgCL,AgBr,AgI,BaSO4,PbSO4,CaCO3,CaC2O4等,在相同温度下, Ksp越大,溶解度就越大;Ksp越小,溶解度就越小。
对于不同类型的微溶电解质,不能认为溶度积小的,溶解度都一定小。
如Ag2CrO4的溶度积(Ksp=1.1×10-12)比CaCO3 的溶度积(Ksp=2.8×10-9)小,但Ag2CrO4的溶解度(6.5×10-5mol.L-1)却比CaCO3的溶解度(5.29×10-5 mol.L-1)大.因此,从Ksp大小比较溶解度大小时,只有在同类型的电解质之间才能直接比较,否则要通过计算,下面举例说明溶解度和溶度积之间的换算。
《沉淀溶解平衡》
一、பைடு நூலகம்淀溶解平衡 1、概念: 一定温度下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶 液时,沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等的 状态,称为沉淀溶解平衡 。
2、表达式: MmAn (s)
mMn+(aq)+ nAm—(aq) Mg(OH)2 (s) Mg2+ 沉淀溶解平衡和 (aq) +2OH- (aq) 化学平衡、电离 平衡一样,符合 平衡的基本特征、 动、等、定、变 3、特征: 满足平衡的变化 基本规律。
3、某课外小组为了探究BaSO4的 溶解度, 分别将BaSO4放入: ① 5ml水 ② 40ml0.2mol/L氢氧化钡溶液 ③ 20ml0.5mol/L的硫酸溶液 ④40ml0.1mol/L 的硫酸钠溶液中,溶解至饱和。以上四个溶 液中,Ba2+ 的浓度由大到小的顺序为( ) B A ② > ①> ③ > ④ B ② > ① > ④ > ③ C ①> ④>③> ②D ①> ②>④>③
加AgNO3(s)
逆反应
正反应
增大
减小
加NH3· H2O
减小 增大
思考
在平衡体系 BaCO3(s) Ba2+(aq)+CO32-(aq)中, 采取什么措施可使: 1、 Ba2+浓度增大 2、 Ba2+ 浓度减小同时CO32-浓度增大
1、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(B ) A.反应开始时,溶液中各离子浓度相等 B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率与溶解 的速率相等 C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中离子的浓度 相等且保持不变 D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入该沉淀 物,将促进溶解
② Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解性
无机化学(三) 第四章 沉淀-溶解平衡
时,溶液中存在如下平衡:
溶解
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
结晶
平衡常数:
KsӨ(AgCl) = {ceq(Ag+)/cӨ}·{ceq(Cl-)/cӨ}
不考虑量纲时: Ks(AgCl) = ceq(Ag+)·ceq(Cl-)
当温度一定时, Ks(AgCl) 恒定, 把此平衡常数称“溶度
初始浓度: [Fe3+]=0.10/2=0.050mol/L
[NH43+]=0.20/2=0.10mol/L
加入NH3/NH43+混合液前
[NH3·H2O]=0.20/2=0.10mol/L 平衡时,根据缓冲溶液计算公式可得:
[OH-]=(Ks/0.10 )1/3 =2.98×10-13mol/L
[OH-] = Kb×[NH3·H2O]/[NH4+]
加入NH3/NH43+混合液后,
≈ Kb = 1.7×10-5 溶解
[OH-]升高,Q{Fe(OH)3}增 大,且大于Ks{Fe(OH)3} ,
Fe(OH)3(s)
Fe3+(aq)+3OH-(aq) 发生沉淀。
结晶
NH3/NH43+混合液就
那么: Q = [Fe3+] ·[OH-] 3 = 2.5×10-16 > Ks 所以: 有Fe(OH)3沉淀生成
平衡浓度(mol/L):
结晶 ns
ms
溶度积:Ks(AnBm) = (ns)n·(ms)m = nn·mm·sn+m
则有: s nm Ks (nnmm )
<例1>
25℃时,Ks(AgCl) = 1.77×10-10, Ks(Ag2CrO4) = 1.12×10-12,
沉淀溶解平衡与溶度积规则
1-2型:
Ag2CrO4 (s) = 2 Ag+ (aq) + CrO42- (aq)
2S
S
Ksp = [Ag+]2[CrO42-] = (2s)2(s)
S
3
Ksp 4
另外要注意: 对于同种类型化合物而言, Ksp ,
S 。 但对于不同种类型化合物之间,不能
根据Ksp来比较S的大小。
4、溶度积规则
2、难溶物质的沉淀与溶解平衡 • (1)溶解过程:固体中的离子受极性
水分子的吸引和碰撞,离开固体表面扩 散到溶液中成为自由运动的水合离子的 过程。表面积越大,溶解度越大
V溶解=k1P
• (2)沉淀过程:溶液中不断运动的离 子与固体碰撞,又被吸引到固体表面重 新析出的过程。 • V沉淀=k2P[离子]
AgCl, [Ag+] AgCl= (Ksp(AgCl )/ [Cl–] ) = (1.76 × 10–10 / 0.010) = 1.8 × 10–8 mol/L
Ag2CrO4, [Ag+]
= (Ksp(Ag2CrO4 )/ [CrO42-] )0.5
Ag2CrO4
= (2.0× 10–12 / 0.010)0.5 = 1.4 × 10–5 mol/L
5、分级沉淀
• 分级沉淀:在混合离子的溶液中加入沉淀剂时, 溶液中离子沉淀有先后的现象称为分级沉淀。
• 离子沉淀顺序:何种离子先沉淀,何种离子后沉 淀。
离子开始沉淀时,所需沉淀剂浓度小者先沉淀。
离子开始沉淀时,所需沉淀剂浓度大者后沉淀。
• 第二种离子开始沉淀时,第一种离子是否沉淀完 全:残余量小于等于0.1%
•
[Cl-]
=
K s 10 1.4 10 -5
沉淀溶解平衡、溶度积及计算
例1:将4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液与4×10-3mol·L-1 的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出? Ksp(AgCl)= 1.8×10-10mol2·L-2 解:只有当 Qc > Ksp时,离子才能生成沉淀。混合后:
⑤ 滴定
左手控制旋塞,右手拿住锥形瓶颈,边滴边振荡;眼 睛要始终注视锥形ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中溶液的颜色变化。 ⑥ 判断终点并记录实验数据 当看到滴加一滴盐酸时,锥形瓶中溶液红色突变为无 色,且在半分钟内不褪色时。 ⑦ 滴定操作重复三次。
次 待测液体积
标准液体积(L)
数 (L) 滴定前 滴定后 实际 平均值
1 2
3
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
C
B.通过蒸发可以
使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4 沉淀生成
D.a点对应的Ksp大
于c点对应的Ksp
2、已知Ag2SO4的KSP 为2.0×10-5,将适量Ag2SO4固
体溶于100 mL水中至刚好饱和,该过程中Ag+和SO42浓度随时间变化关系如右图(饱和Ag2SO4溶液中
4、以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、 Pb2+、Cd2+等金属离子,通过添加过量难溶电解质
MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀,经过滤除
去包括MnS在内的沉淀,再经蒸发、结晶,可得纯净
的MnCl2。根据上述实验事实,可推知MnS具有的相
普通化学 第八章 沉淀反应与沉淀溶解平衡
没有CaSO4沉淀生成。
溶度积规则及应用
例:计算298K时,AgCl在0.01 mol·L-1NaCl溶液
对于一任意组成为AmBn形式的难溶电解质,在水溶液 中有以下的平衡:
溶解
AmBn(s) 沉淀
mAn+(aq) + nBm–(aq)
达到沉淀溶解平衡时,标准平衡常数有下列一般的形式:
KspӨ (AmBn) = {c(An+)/cӨ}m ·{c(Bm–)/cӨ}n
难溶电解质的溶度积
溶度积是一个平衡常数,与标准吉布斯自由能变 同样存在下列关系:
难溶电解质的溶度积
公式适用于难溶强电解质,不适用于难溶弱电解质
和易水解的难溶电解质。
类型 难溶电解质 AgCl
Ksp
1.77×10-10
s/(mol·L-1)
1.33×10-5
AB
AgBr
AgI
5.35×10-13 8.52×10-17
7.33×10-7 9.25×10-9
AB2
MgF2
A2B
Ag2CrO4
使沉淀溶 解度增大
第二节 溶度积规则及应用
一、溶度积规则
——用于判断沉淀平衡移动方向
溶解
AmBn(s) 沉淀
mAn+(aq) + nBm–(aq)
反应商 (离子积)
Q (AmBn)
=
{c(An+)/cӨ}m ·{c(Bm–)/cӨ}n
溶度积规则及应用
当Q<KspӨ,平衡正向移动,溶液为不饱和溶液,沉淀会溶解, 直到溶液达饱和, Q = KspӨ 当Q=KspӨ,沉淀溶解反应处于平衡状态,溶液为饱和溶液。 当Q>KspӨ,平衡逆向移动,溶液为过饱和溶液,有沉淀生成, 直至Q = KspӨ。
溶度积与溶解度的关系解读
溶度积与溶解度的关系关键词:溶度积,溶解度难溶电解质的溶度积及溶解度的数值均可衡量物质的溶解能力。
因此,二者之间必然有着密切的联系,即在一定条件下,二者之间可以相互换算。
根据溶度积公式所表示的关系,假设难溶电解质为A m B n,在一定温度下其溶解度为S,根据沉淀-溶解平衡:B n(s)mA n+ + nB m−A[A n+]═ m S,[B m−]═ n S则K sp(A m B n)═ [A n+]m[B m−]n ═ (m S)m(n S)n ═ m m n n S m+n(8-2)溶解度习惯上常用100g溶剂中所能溶解溶质的质量[单位:g/(100g)]表示。
在利用上述公式进行计算时,需将溶解度的单位转化为物质的量浓度单位(即:mol/L)。
由于难溶电解质的溶解度很小,溶液很稀,可以认为饱和溶液的密度近似等于纯水的密度,由此可使计算简化。
【例题8-1】已知298K时,氯化银的溶度积为1.8×10−10,Ag2CrO4的溶度积为1.12×10−12,试通过计算比较两者溶解度的大小。
解(1)设氯化银的溶解度为S1根据沉淀-溶解平衡反应式:AgCl(s)Ag++Cl−平衡浓度(mol/L)S1S1K sp(AgCl)═ [Ag+][Cl−]═ S12S1 ═10⨯═ 1.34×10−5(mol/L)8.1-10(2)同理,设铬酸银的溶解度为S2AgCrO4(s)2Ag++ CrO42-平衡浓度(mol/L)2S2 S2K sp(Ag2CrO4)═[Ag+]2 [CrO42-]═(2S2)2S2═4S23S2 6.54×10−5(mol/L)>S1在上例中,铬酸银的溶度积比氯化银的小,但溶解度却比碳酸钙的大。
可见对于不同类型(例如氯化银为AB型,铬酸银为AB2型)的难溶电解质,溶度积小的,溶解度却不一定小。
因而不能由溶度积直接比较其溶解能力的大小,而必须计算出其溶解度才能够比较。
沉淀溶解平衡计算解读
[Ba2+]=(1.1×10-10mol2L-2)/ (0.352mol/L)
=2.9×10-10molL-1 因为剩余的[Ba2+]< 10-5mol/L 所以有效除去了误食的Ba2+。
交流•研讨
1.溶洞里美丽的石笋、钟乳是如何形成的?
2.海洋中的多彩珊瑚又是怎样生长形成的?
2.沉淀的转化 ZnS沉淀转化为CuS沉淀 观察思考
ZnS(s)
Zn2+(aq)
+
S2-(aq) +
Cu2+(aq)
平衡向右移动
ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应: ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+
CuS(s)
沉淀转化的实质:沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀可转 化为更难溶的沉淀,难溶物的溶解度相差越大,这种转化的 趋势越大。 如:在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀。 在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3(s)沉淀。
因为,剩余的即[SO42-]=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L
所以, SO42-已沉淀完全,即有效除去了SO42-。 已知某一离子浓度, 求形成沉淀所需另一 注意:当剩余离子即平衡离子浓度离子浓度。 ≤10-5mol/L时,认为离子 已沉淀完全或离子已有效除去。
例. 用5%的Na2SO4溶液能否有效除去误食的Ba2+?已知: Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2L-2 解:5% 的Na2SO4溶液中的[SO42-]≈0.352mol/L,
FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+
溶度积与溶度积规则
溶度积与溶度积规则一、溶度积定义:在一定条件下,难溶强电解质)(s B A n m 溶于水形成饱和溶液时,在溶液中达到沉淀溶解平衡状态(动态平衡),各离子浓度保持不变(或一定),其离子浓度幂的乘积为一个常数,这个常数称之为溶度积常数,简称溶度积,用K SP 表示。
二、溶度积表达式:)(s B A n m )()(aq nB aq mA m n -++n m m n sp B c A c K )()(-+⋅= (适用对象:饱和溶液)① sp K 只与温度有关,而与沉淀的量和溶液中的离子的浓度无关。
② 一般来说,对同种类型难溶电解质(如AgCl 、AgBr 、AgI 、4BaSO ),sp K 越小,其溶解度越小,越易转化为沉淀。
不同类型难溶电解质,不能根据sp K 比较溶解度的大小。
三、溶度积规则—离子积在一定条件下,对于难溶强电解质)(s B A n m )()(aq nB aq mA m n -++在任一时刻都有nm m n c B c A c Q )()(-+⋅= (适用对象:任一时刻的溶液)可通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积----离子积(c Q )的相对大小判断难溶电解质在给定条件下的沉淀生成或溶解情况:sp c K Q >,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡; sp c K Q =,溶液为饱和溶液,沉淀与溶解处于平衡状态;sp c K Q <,溶液未饱和,向沉淀溶解的方向进行,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于L mol 5101-⨯时,沉淀就达完全(2011年浙江)13、海水中含有丰富的镁资源。
某同学设计了从模拟海水中制备MgO 的实验方案:模拟海水中的离子浓度(L mol ⋅)+Na+2Mg+2Ca -Cl-3HCO439.0 050.0 011.0 560.0 001.0溶液NaOH Lmol mL 0.10.13.8250.10=pH C L 模拟海水过滤 ①滤液M沉淀物X.11=pH NaOH 调到固体加过滤 ②滤液N沉淀物YMgO注:溶液中某种离子的浓度小于511.010mol L --⨯⋅,可认为该离子不存在;实验过程中,假设溶液体积不变。
沉淀溶解平衡溶度积及计算
沉淀溶解平衡溶度积及计算沉淀是指溶液中的物质在达到饱和时生成固态的沉淀物,溶解则是指将物质溶解在溶剂中形成溶液。
在平衡状态下,溶解和沉淀的速率相等,达到溶解平衡。
溶解平衡可以用溶解度来描述,而溶解度则可以通过溶解度积计算。
溶解度积定义:对于一种固体化合物AB,当其达到溶解平衡时,可以用以下溶解度积(Ksp)来表示:Ksp = [A+]^m [B-]^n其中,[A+]和[B-]分别代表溶解物中的阳离子A和阴离子B的活性(或浓度),m和n代表它们的摩尔系数。
例子:以AgCl为例,表达式为:Ksp = [Ag+] [Cl-]计算溶解度积:由于溶解度积只与溶解物相关,所以可以按照以下步骤计算:1.确定离子的活性:活性是溶液中离子的有效浓度,可以使用浓度来估算。
如果浓度非常低,则需要使用活度系数来校正,这般计算更为精确。
活性指数可以根据溶液的离子浓度与标准活度的比值来确定。
2.计算溶解度积:当得到活性后,将其代入到溶解度积表达式中,即可计算出溶解度积的值。
3.考虑溶质溶剂的物质平衡:物质的溶解需要满足一定的物质平衡,这个平衡方程可以用来计算直接的离子浓度。
4.考虑离子间的反应平衡:由于离子之间可能会发生反应,所以需要考虑离子间的反应平衡。
举例说明:以AgCl的溶解为例,假设溶解度为s:AgCl→Ag++Cl-根据溶解度积定义可以得到方程式:Ksp = [Ag+][Cl-] = s^2根据电离程度分析或电解质分析方法,可得出Ag+的浓度为s,Cl-的浓度为2s。
考虑AgCl的溶解与Ag+和Cl-间的反应:AgCl→Ag++Cl-AgCl具有很小的溶解度,因此可以假设它的溶解度为x,而Ag+和Cl-的浓度分别为2x和x。
根据反应过程可得:AgCl(s)+Ag+→AgCl2-K1=[AgCl2-]/[Ag+][Cl-]=(x)/(2x)(x)=1/(2x)由于化学平衡,可得出:K1 × Ksp = 1由此可得出x = 4/Ksp这样我们就可以根据溶解度积的值计算出溶解度了。
《沉淀溶解平衡》 讲义
《沉淀溶解平衡》讲义一、什么是沉淀溶解平衡在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和沉淀速率相等的状态,就称为沉淀溶解平衡。
我们可以想象一下,把一块难溶的固体物质放入水中,一开始它会不断溶解,同时溶解在水中的离子又会结合重新形成固体沉淀。
刚开始,溶解的速率比较快,随着时间的推移,溶解的离子越来越多,沉淀的速率也逐渐加快。
最终,会达到一个平衡状态,此时溶解的速率和沉淀的速率相等,溶液中离子的浓度不再发生变化。
比如说,氯化银(AgCl)在水中就存在这样的平衡:AgCl(s) ⇌Ag+(aq) + Cl(aq) 。
二、沉淀溶解平衡的特征1、动态平衡沉淀溶解平衡是一种动态平衡,溶解和沉淀这两个过程仍在持续进行,只是速率相等。
2、等速进行溶解速率和沉淀速率相等,这是平衡的关键特征。
3、离子浓度不变平衡时,溶液中各离子的浓度保持不变。
4、条件改变平衡移动当外界条件发生改变时,比如温度、浓度等,平衡会发生移动。
三、影响沉淀溶解平衡的因素1、内因物质本身的性质决定了其溶解度的大小,这是影响沉淀溶解平衡的内在因素。
比如,氯化银和氢氧化铁,它们的溶解度差异很大,这是由它们自身的化学结构和性质决定的。
2、外因(1)温度大多数难溶电解质的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向溶解的方向移动,溶解度增大;反之,降低温度,平衡向沉淀的方向移动,溶解度减小。
(2)浓度对于平衡体系:AmBn(s) ⇌ mAn+(aq) + nBm(aq) ,增大离子浓度,平衡向沉淀的方向移动;减小离子浓度,平衡向溶解的方向移动。
例如,在氯化银的饱和溶液中,加入氯化钠固体,氯离子浓度增大,平衡会向生成氯化银沉淀的方向移动。
(3)同离子效应在难溶电解质的饱和溶液中,加入含有相同离子的强电解质,会使难溶电解质的溶解度降低,这种效应称为同离子效应。
(4)盐效应在难溶电解质的饱和溶液中,加入不含相同离子的强电解质,会使难溶电解质的溶解度增大,这种效应称为盐效应。
沉淀溶解平衡知识点
沉淀溶解平衡知识点沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,涉及到溶解度的概念和沉淀生成与转化等知识点。
下面将对沉淀溶解平衡知识点进行详细的介绍。
一、沉淀溶解平衡的定义沉淀溶解平衡是指在一定温度下,当溶液中的离子浓度达到平衡状态时,沉淀溶解反应停止,形成的固体和溶液中各离子的浓度保持不变的状态。
此时,溶液中的阴阳离子浓度满足溶度积常数,并且溶液中的沉淀和溶解反应速率相等。
二、沉淀溶解平衡的特点1、动态平衡:沉淀溶解平衡是一个动态平衡,即沉淀和溶解反应不断进行,但速率相等,因此溶液中的离子浓度保持不变。
2、溶解度与温度有关:物质的溶解度随温度变化而变化。
一般来说,温度越高,溶解度越大。
3、溶度积常数:在一定温度下,沉淀溶解平衡时,溶液中的阴阳离子浓度满足溶度积常数。
这个常数只与温度有关,与溶液的浓度无关。
4、沉淀的生成与转化:当溶液中某离子的浓度超过其溶度积常数时,会形成沉淀。
然而,形成的沉淀可以转化为更难溶的物质,或者转化为可溶性的化合物。
三、沉淀溶解平衡的应用1、判断沉淀的生成与转化:通过比较溶液中的离子浓度和溶度积常数,可以判断是否会形成沉淀以及沉淀的生成与转化。
2、计算溶解度:已知某物质的溶度积常数和溶液中的离子浓度,可以计算该物质的溶解度。
3、处理工业废水:在处理含有重金属离子的工业废水时,可以利用沉淀溶解平衡的原理,将重金属离子转化为难溶性的化合物,从而降低对环境的危害。
4、药物制备:在药物制备过程中,可以利用沉淀溶解平衡的原理,将药物中的有效成分转化为难溶性的化合物,以提高药物的疗效和稳定性。
总之,沉淀溶解平衡是化学平衡的一种重要类型,涉及到溶解度的概念和沉淀生成与转化等知识点。
理解并掌握沉淀溶解平衡的概念和特点对于解决相关问题具有重要意义。
“沉淀溶解平衡”的单元整体教学设计一、教学内容与目标本单元将带领学生探究沉淀溶解平衡的原理及其在日常生活中的应用。
通过实验和实践,学生将了解沉淀溶解平衡的基本概念,掌握沉淀溶解平衡的规律,了解影响沉淀溶解平衡的因素,并能够解释这些因素对沉淀溶解平衡的影响。
高中化学:沉淀溶解平衡曲线知识点
高中化学:沉淀溶解平衡曲线知识点溶度积(K sp)1. 概念:一定温度下,难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称为该难溶电解质的溶度积,用符号Ksp表示。
2. 表达式:对于沉淀溶解平衡:M m A n(s)⇌mM n+(aq)+nA m-(aq),溶度积常数:K sp = c(M n+)m c(A m-)n3. 溶度积规则:比较K sp与溶液中有关离子浓度幂的乘积(离子积Q c)判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。
Q c>K sp时,生成沉淀;Q c=K sp时,达到溶解平衡;Q c<K sp时,沉淀溶解。
4. 影响溶度积的因素:K sp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量无关,并且溶液中的离子浓度的变化能使平衡移动,并不改变K sp。
5. 溶度积的物理意义:K sp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时,K sp数值越大则难溶电解质在水中的溶解能力越强。
但对化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比不相同的电解质,则不能直接由它们的溶度积来比较溶解能力的大小,必须通过具体计算确定。
6. 难溶电解质的溶度积以及溶解能力的比较【拓展提升】一. 沉淀的生成1.沉淀生成的应用在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用沉淀溶解来达到分离或除去某些离子的目的。
2.沉淀的方法(1) 调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。
反应如下:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+。
(2) 加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
反应如下:Cu2++S2-===CuS↓Cu2++H2S===CuS↓ + 2H+Hg2++S2-===HgS↓Hg2++H2S===HgS↓+ 2H+二. 沉淀的转化1.实验探究(1) Ag+的沉淀物的转化(2) Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化2. 沉淀转化的方法对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解沉淀。
沉淀溶解平衡与沉淀滴定法
应用(1)判断沉淀的生成和溶解 (2)控制离子浓度,使平衡向需要的方向移动。
二、沉淀的生成和溶解
(一)沉淀的生成
(1)沉淀生成的唯一条件是Qi>Ksp (2)在分析化学中当被沉淀离子浓度不大于
1.0×10-5mol·L-1 时认为被“沉淀完全”。 (3)沉淀剂一般过量20--50%。过多将使溶液 中离子牵制作用增强,反而使沉淀溶解。
AmBn
溶解 沉淀
mAn+ (aq) + nBm- (aq)
Ksp = cm(An+)•cn(Bm-)
在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各 离子浓度以其计量数为指数的乘积为一常数。称为溶 度积常数
3
2.溶度积的意义:难溶化合物的溶解能力 (1)溶度积只是温度的函数。 (2)溶度积的数值可查表获得。(见附录)P276页 (3)同种类型难溶电解质溶解程度,可通过比较其 溶度积常数大小判断。 影响沉淀溶解度的因素有那些?
c(Ag+)为: c(Ag+ )
Ksp
c(CrO
24
)
1.11012 0.001
3.3105 (mol L-1)
根据溶度积规则,当c(Ag+)>3.3×10-5 mol·L-1时才会 有铬酸银沉淀析出。
10
例2 向硝酸银溶液中加入过量盐酸溶液,生成氯化 银沉淀,反应完成后,溶液中氯离子浓度为0.010 mol·L-1,问此时溶液中银离子是否沉淀完全? Ksp(AgCl)=1.8×10-10
解:Ag+ + Cl-
AgCl ↓
已知c(Cl-)=0.010 mol·L-1,根据溶度积规则,这时残
沉淀溶解平衡与溶度积规则
在化学工程中的应用
分离和纯化
利用沉淀溶解平衡原理,可以将不同溶解度 的物质进行分离和纯化,从而提高产品的纯 度和收率。
反应速率控制
在化学反应中,沉淀溶解平衡可以影响反应速率。 通过控制沉淀的生成和溶解,可以实现对反应速率 的控制。
工业废水处理
利用溶度积规则,可以去除工业废水中的重 金属离子和有害物质,达到净化水质的目的 。
拓展应用领域
随着科技的发展,这些理论的应用领域将不断拓展,例如在生物医 学、环境科学和新能源等领域的应用。
跨学科融合
加强与其他学科的交叉融合,如物理学、生物学和工程学等,以推 动沉淀溶解平衡和溶度积规则的理论和应用研究的发展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
沉淀溶解平衡是化学平衡的一种,其平衡常数称为溶度积常 数,简称溶度积。
溶度积规则的概述
01
溶度积规则是指在一定温度下 ,沉淀物在溶液中的溶解度与 溶液中离子的浓度之间的关系 。
02
当溶液中的离子浓度低于溶度 积时,沉淀物会溶解;当溶液 中的离子浓度高于溶度积时, 沉淀物会生成。
03
溶度积规则是化学反应速率理 论中的一个重要概念,对于研 究化学反应的速率和机理具有 重要意义。
离子强度
离子强度对沉淀溶解平衡的影响 主要体现在盐效应上,增加离子 强度通常会使沉淀溶解平衡向沉 淀方向移动。
络合剂
络合剂可以与沉淀离子结合形成 可溶性络合物,从而影响沉淀溶 解平衡。
沉淀溶解平衡的移动
沉淀溶解平衡的移动是指由于外界条 件的变化,导致平衡状态发生改变的 方向。
沉淀溶解平衡的移动可以通过溶度积 规则来预测,溶度积规则表明,当溶 液中某离子的浓度超过其溶度积时, 平衡将向沉淀方向移动。
沉淀溶解平衡(1)解读
学习目标:
1、了解难溶物在水中的溶解情况,认识沉淀溶解平衡的建立 过程。 2、理解溶度积的概念,能用平衡移动原理和溶度积规则判断 沉淀的产生、溶解、转化。 3、了解沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用。
1、盐类的水解实质: 盐电离出来的离子与水电离出来的H+ 或OH–结合,从而使 水的电离平衡发生移动的过程。 2、水解规律: 有弱才水解,无弱不水解; 谁弱谁水解,谁强显谁性; 越弱越水解,都弱双水解。 3、影响因素
讨论:对于平衡AgCl(s)≒ Ag+(aq) + Cl-(aq) 若改变条件, 对其有何影响 改变条件 升 温 加 水 加AgCl(s) 加NaCl(s) 加NaI(s) 加AgNO3(s) 加NH3· H2O 平衡移动方向 → → 不移动 ← → ← → c(Ag+ ) ↑ 不变 不变 ↓ ↓ ↑ ↓ c(Cl-) ↑ 不变 不变 ↑ ↑ ↓ ↑
溶解 AgCl(s)
沉淀
Ag+(aq) + Cl-(aq)
一、Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗?
沉淀
Cl-(aq)+Ag+(aq) 溶解 生成沉淀的离子反应反应之所以能够发生,在于生成物的 溶解度小。例如,AgCl 20°C时在100g水中仅能溶解1.5×10-4 g。尽管AgCl溶解很小,但并不是绝对不溶,生成的AgCl沉淀会 有少量溶解。因此,生成AgCl沉淀后的溶液中三种有关反应的 粒子在反应体系中共存。难溶电解质的溶解度尽管很小,但不 会等于0。 •习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质 •化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉 淀达到完全。 AgCl(s)
请运用化学平衡的特征分析下列说法是否正确:
沉淀溶解平衡溶积及计算
分之一,则应向溶液里加入NaOH溶液,使溶液pH为_6_
二、沉淀溶解平衡的应用
离子的浓度商Qc和浓度积Ksp的关系(溶度积规则): Qc > Ksp,溶液处于过饱和溶液状态,生成沉淀。 Qc = Ksp,沉淀和溶解达到平衡,溶液为饱和溶液 Qc < Ksp,溶液未饱和,沉淀全部溶解,无沉淀生成。
(1)沉淀的溶解
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
C
B.通过蒸发可以
使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4 沉淀生成
D.a点对应的Ksp大
于c点对应的Ksp
2、已知Ag2SO4的KSP 为2.0×10-5,将适量Ag2SO4固体 溶于100 mL水中至刚好饱和,该过程中Ag+和SO42- 浓 度随时间变化关系如右图(饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)= 0.034 mol·L-1)。若t1时刻在上述体系中加入 100mL 0.020 mol·L-1 Na2SO4 溶液,下列示意图中,能正确表
一、沉淀溶解平衡:
PbI2 (s)
Pb2+ + 2I-
Pb2+和I-的沉淀与PbI2固体的溶解达到平衡状态[ V (溶解)= V(沉淀)]即达到沉淀溶解平衡状态。
1、溶度积常数或溶度积(Ksp ):
25℃时, Ksp = [Pb2+][I-]2 = 7.1×10-9 mol3 ·L-3 2、溶度积(Ksp )的性质:
溶度积(Ksp )的大小只与温度有关。 Ksp表示难溶电解质在水中的溶解能力,相同类型的 难溶电解质的Ksp越小,溶解度S越小,越难溶解。
如: Ksp (AgCl) > Ksp (AgBr) > Ksp (AgI) 溶解度: S(AgCl) > S(AgBr) > S(AgI)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• 1、物质的溶解性 • <0.01g/100gH2O 难溶物质
•
•
1~0.01g/100gH2O 微溶物质
> 1g/100gH2O 易溶物质
2、难溶物质的沉淀与溶解平衡
• (1)溶解过程:固体中的离子受极性
水分子的吸引和碰撞,离开固体表面扩
散到溶液中成为自由运动的水合离子的 过程。表面积越大,溶解度越大 V溶解=k1P
• (2)沉淀过程:溶液中不断运动的离
子与固体碰撞,又被吸引到固体表面重
新析出的过程。
• V沉淀=k2P[离子]
(3)沉淀与溶解平衡:在一定温度下,
当溶解速度等于沉淀速度时,未溶解的 固体与溶液中的离子之间达到了动态平 衡,该平衡称为沉淀溶解平衡。 k1P=k2P[离子]
• 即浓度乘积为一常数。
(4)溶度积原理:在一定温度下,当 难溶化合物的沉淀溶解达到平衡时, 溶液中离子浓度自乘之积是一常数, 这一规律称为溶度积原理。该常数称 为溶度积常数,用Ksp表示。
• 对于任一难溶电解质AmBn,在一
定温度下达到平衡时: • AmBn(s) mAn+ + nBm−
• 则 Ksp ═ [An+]m[Bm−]n
S 3 Ksp 4
另外要注意:
对于同种类型化合物而言, Ksp ,
S 。 但对于不同种类型化合物之间,不能
根据Ksp来比较S的大小。
4、溶度积规则
溶度积规则是判断某溶液中有无沉淀生成 或沉淀能否溶解的标准。为此需要引入 离子积的概念。
•
(1)离子积
• 所谓离子积,是指在一定温度下,难溶 电解质任意状态时,溶液中离子浓度幂 的乘积,用符号Q表示。例如
• [Cl-] = • • =
K sp ,AgCl [Ag ]
1.8 1010 1.4 10-5
-
= 1.3×10−5(mol/L)
• 计算结果表明,当溶液中开始 形成Ag2 CrO4沉淀时,Cl- 已 经接近沉淀完全了(在定量分 析中,溶液中离子浓度小于 10−5~10−6 mol/L 即认为已沉 淀完全)。
反而是Ksp大的AgCl先沉淀。 说明,生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。
• 计算结果表明,沉淀Cl-所需Ag+浓度
(1.8×10−8 mol/L)比沉淀CrO42−所
需Ag+浓度(1.4×10−5mol/L)小得多,
因此先出现AgCl沉淀。
• 当溶液中开始形成Ag2 CrO4沉淀时 所需Ag+浓度必须大于 1.4×10−5mol/L,此时Cl- 浓度为
3. 溶度积+ (aq) + Cl- (aq)
S S
Ksp = [Ag+] [Cl-] = S2 1-2型:
S Ksp
Ag2CrO4 (s) = 2 Ag+ (aq) + CrO42- (aq)
2S S Ksp = [Ag+]2[CrO42-] = (2s)2(s)
例如:铬酸钾指示剂法(Mohr法,莫尔法)
原理——分级沉淀
K 2CrO4为指示剂
SP前: Ag Cl AgCl (白色) Ksp 1.8 1010
2 SP: 2 Ag CrO4 Ag2CrO4 (砖红色) Ksp 2.0 1012
例:用AgNO3溶液来沉淀Cl– 和CrO42-(浓度均为 0.010 mol/dm3),开始沉淀时所需[Ag+]分别是:
6、沉淀的转化
• 沉淀转化现象:在含有沉淀的溶液中, 加入适当的试剂,与某一离子结合, 使沉淀转化为另一种难溶化合物的现 象叫沉淀转化现象。 •
[加入离子] K sp 生成沉淀 沉淀转化的条件: [生成离子] K sp被溶解沉淀
•
[加入离子] K sp生成沉淀 沉淀转化平衡的条件: [生成离子] K sp 被溶解沉淀
AgCl, [Ag+] AgCl= (Ksp(AgCl )/ [Cl–] )
= (1.76 × 10–10 / 0.010) = 1.8 × 10–8 mol/L
Ag2CrO4, [Ag+]
Ag2CrO4
= (Ksp(Ag2CrO4 )/ [CrO42-] )0.5
= (2.0× 10–12 / 0.010)0.5 = 1.4 × 10–5 mol/L
Q 与 Ksp 的关系:
溶度积规则 1、 Q = Ksp,平衡状态
2 、 Q > Ksp,析出沉淀 3 、 Q < Ksp,沉淀溶解
5、分级沉淀
• 分级沉淀:在混合离子的溶液中加入沉淀剂时, 溶液中离子沉淀有先后的现象称为分级沉淀。 • 离子沉淀顺序:何种离子先沉淀,何种离子后沉 淀。 离子开始沉淀时,所需沉淀剂浓度小者先沉淀。 离子开始沉淀时,所需沉淀剂浓度大者后沉淀。 • 第二种离子开始沉淀时,第一种离子是否沉淀完 全:残余量小于等于0.1%