大学无机化学沉淀溶解平衡
无机化学第7章沉淀与溶解平衡
7.2 沉淀的生成与溶解
7.2.1 溶度积规则 7.2.2 同离子效应和盐效应 7.2.3 沉淀的酸溶解 7.2.4 沉淀的配位溶解 7.2.5 沉淀的氧化还原溶解
7.2.1 溶度积规则 AmBn(s) = mAn+(aq) + nBm(aq) J = {c(An+)}m ·c{(Bm–)}n
沉淀—溶解平衡的反应商判据,即溶度积规则:
c始 (OH )
K
sp
(
Ni(OH
)2
)
co (Ni2 )
5.0 10 16 7.110 8 mol L1 0.10 pH始 ≥ 6.85
c终 (OH ) 3
K
sp
(
F
e(OH
)3
)
1.0 105
1.591011mol L1
pH终 = 3.20
所以,若控制pH = 3.20 ~ 6.85,可保证Fe3+完全沉淀,而Ni2+ 仍留在溶液中。
KspӨ = [An+]m ·[Bm–]n
KspӨ 称为溶度积常数 (solubility product constant),简
称溶度积。它反应了难溶电解 质在水中的溶解能力。
溶度积的性质
1、与难溶电解质的本性有关,即不同的难溶电解 质的Ksp不同。
2、与温度有关。手册中一般给出难溶电解质在 25ºC时的Ksp 。
MS(s) + H2O(l) ⇌ M2+(aq) + OH-(aq) + HS-
(aq)
其平衡常数表示式为:
KӨ = c(M2+)c(OH-)c(HS-)
♦ 难溶金属硫化物在酸中的沉淀溶解平衡:
大学无机化学(吉林大学、武汉大学、南开大学版) 第9章 沉淀溶解平衡 —— 内蒙古民族大学
Cl- AgNO3 I溶解度小 优先沉淀
AgI ClAgNO3
AgCl
Ksp -15 mol· -1 = —— =1.5 × 10 L [ I- ]
Cl-离子开始沉淀 [Cl-] = 0.1 mol· L-1
[Ag+]
Ksp -9 mol· -1 = —— =1.56 × 10 L [ Cl- ]
[H+] =
6.84 ×10--25 —————— Ksp
查表求各硫化物的溶度积为: Ksp ZnS = 1.2×10-23
KspMnS = 1.4×10-15 KspCuS = 8.5×10-45 溶解程度 易溶于稀酸 易溶于稀酸 不溶非氧化性酸
分别代入后,结果如下: 硫化物 溶酸的浓度 mol· L-1 pH MnS 2.2×10-5 4.7 ZnS 0.24 0.6 CuS 8.9×109
促使 Qi < Ksp 的方法是应用生成弱电解质或气体 或配位化合物或氧化还原反应而降低离子的浓度。 一.生成 难溶氢氧化物、难溶弱酸盐等可溶于酸,这 弱电解质 是由于生成了弱电解质水或弱酸的缘故。 或气体 Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH+ 2HCl 2Cl- + 2H+ ZnS + 2H+ = Zn2+ + H2S↑ 2H2O
§3 分步沉淀 同一种沉淀剂可以使溶液中不同离子先后析出的 现象叫分步沉淀。
在0.1mol· L-1的 Cl- 和 I- 的溶液中加入 AgNO3溶液,可以发 生分步沉淀
Ksp AgI = Ksp AgCl = 1.56×10-10 I-离子开始沉淀时 [I-] = 0.1mol· L-1 [Ag+] 1.5×10-16
无机化学-第07章-沉淀溶解平衡-2012
7
例: 解:
θ
计算298K CuS的溶度积Ksp
CuS的沉淀平衡式为
CuS(s)
-53.0 66.5
Cu (aq)+ S (aq)
64.8 -99.6 33.2 -14.6
-1 -1
2+
2-
∆fH -1 KJ.mol θ S -1 -1 J.K .mol
θ θ
∆rH = 64.8+33.2-(-53)=151.0 KJ.mol
溶度积规则
---用于判断沉淀平衡移动的方向,即van’t Hoff等 温式在沉淀溶解平衡中的应用。 离子积 Qi 难溶电解质的溶液中离子浓度的乘积
PbI2 ( s) Pb2+ (aq) 2I- (aq)
Qi = c(Pb2+) c2(I-)
AmDn(s) mAn+ + nDm平衡时: Ksp = cm(An+)cn(Dm-)
3
一、溶度积
——沉淀溶解平衡常数
溶解 Ag (aq) Cl- (aq) AgCl (s) 沉淀
初始
V溶
> V沉
平衡
V溶
=V沉
4
在一定温度下,当沉淀和溶解速率相等时, 就达到平衡。此时所得的溶液即为该温度下的 饱和溶液,溶质的浓度即为饱和浓度。
AgCl(s) Ag (aq) Cl- (aq)
难溶电解质的沉淀溶解平衡
叶国东
1
第一节
溶度积原理
溶度积的概念 溶解度的概念 第二节 沉淀和溶解平衡
沉淀的生成 沉淀的溶解 沉淀的转化 练习
2
第一节
溶度积原理
可溶:100克水中溶解1克以上。 微溶:100克水中溶解0.01~1克。 难溶:100克水中溶解0.01克以下。
大学无机化学沉淀溶解平衡PPT课件
注:当Qc稍大于Ksp时,理论上应该产生沉淀,但我 们却观察不到沉淀,WHY? 原因:a. Qc不是按活度a,而是按浓度c计算的,
a<c,则Qc <Ksp b. 过饱和现象
c. 人眼观察能力有限,沉淀物≥1.0×10- 5g/L
时,肉眼才能感觉到浑浊现象。
.
10
§ 4.2 难溶电解质的沉淀和溶解
4.2.1 沉淀的生成 4.2.2 同离子效应和盐效应 4.2.3 沉淀的溶解 4.2.4 酸度对沉淀反应的影响 4.2.5 分步沉淀 4.2.6 沉淀转化
沉淀溶解平衡
.
1
§ 4.1 溶度积原理
4.1.1 溶度积 4.1.2 溶度积与溶解度的关系 4.1.3 溶度积规则
.
2
4.1.1 溶度积
(物质的溶解度只有大小之分,没有在水中绝对不溶的
物质)如AgCl,CaCO3,PbS和CaC2O4(肾结石的主要成 分)等都为难溶强电解质(溶解度小于0.01g/100g水)。
2A+ + B2-
Ksp = 4S3
4. AB3型和A3B型(例Fe(OH)3,Ag3PO4)
5.
AB3 Ksp = 27S4
A3+ + 3B-
S (Ksp)1/4 27
.
7
电解质类型 难溶电解质
AB
AgCl
A2B
Ag2CrO4
AB2
Mg(OH) 2
溶解度 (mol·L-1) 1.33×10-5 6.54×10-5
Ksp = 4S3 = 4(1.41×10-4)3 = 1.12×10-11
C M 2g 0.12 .0 1 0 0.0 00.0(5 m 0L o1)lC N3H 0.12 .0 1 0 0.0 00.0(5 m 0L o1)l
无机化学课件-沉淀溶解平衡
二、溶度积和溶解度的关系
【 例 3-1】AgCl 在 298K 时 的 溶 解 度 (S) 为 1.91×10-3g·L-1, 求其溶度积。
解: AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)-
已知AgCl的摩尔质量M(AgCl)为143.4g.mol-1,将AgCl的 溶解度换算成物质的量浓度为:
解释:用活度的概念
3.3 沉淀的生成
条件: IP > Ksp
【例3-5】 在20ml 0.0020mol·L-1Na2SO4溶液中加入 20 ml 0.020mol·L-1 BaCl2溶液,有无BaSO4沉淀生 成?并判断 SO42- 离子是否沉淀完全? 已知BaSO4的Ksp= 1.07×10-10 .
BaSO4 (s)
Ba 2+ +
起始浓度/mol·L-1 0.010﹣0.0010 平衡浓度/ mol·L-1 0.010﹣0.0010+ x
SO420 x
Ksp = [Ba2+][SO42-] = ( 0.0090 + x ) x ∵ x 很小 ∴ 0.0090 + x ≈ 0.0090
即 1.07×10-10 ≈ 0.0090 x ∴ x = [SO42-] ≈ 1.2×10-8 mol·L-1 沉淀完全是指离子残留量 ≤ 10-6 mol·L-1
⑴ >10-5 g ·ml-1 固体,才有浑浊现象。 ⑵ 溶液呈过饱和状态时,沉淀难于生成。
⑶ 避免沉淀剂过量
如: Hg2+ + 2I- = HgI2↓(桔红) HgI2 + 2I- = HgI42- (无色)
大学无机化学第八章试题及答案
第八章 沉淀溶解平衡各小节目标:第一节:溶度积常数1;了解溶度积常数及其表达式,溶度积和溶解度的关系。
2:学会用溶度积原理来判断沉淀是产生、溶解还是处于平衡状态(饱和溶液),3:大致了解盐效应和同离子效应对溶解度的影响。
第二节:沉淀生成的计算利用溶度积原理掌握沉淀生成的有关计算。
(SP Q K θ>将有沉淀生成)第三节:沉淀的溶解和转化1:利用溶度积原理掌握沉淀溶解和转化的计算(SP Q K θ<沉淀溶解)2:可以判断溶液中哪种物质先沉淀。
用KSP 的表达式,计算溶液中相关离子的浓度。
习题一 选择题1. Ag 3PO 4在0.1 mol/L 的Na 3 PO 4溶液中的溶解度为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)(已知Ag 3PO 4的K 0sp = 8.9×10-17)A. 7.16×10-5B.5.7×10-6C. 3.2×10-6D. 1.7×10-62.已知Sr 3(PO 4)2的溶解度为1.7×10-6 mol/L ,则该化合物的容度积常数为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A. 1.0×10-30B. 1.1×10-28C. 5.0×10-30D. 1.0×10-123.已知Zn (OH )2的容度积常数为3.0×10-17,则Zn (OH )2在水中的容度积为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A. 2.0×10-6mol/LB. 3.1×10-6 mol/LC. 2.0×10-9 mol/LD. 3.1×10-9 mol/L4.已知Mg (OH )2的K 0sp =5.6×10-12,则其饱和溶液的pH 为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A. 3.65 B3.95 C. 10.05 D. 10.355.下列化合物中,在氨水中溶解度最小的是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A. Ag 3PO 4B. AgClC. Ag BrD. AgI6.CaCO 3在相同浓度的下列溶液中溶解度最大的是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A. NH 4AcB. CaCl 2C. NH 4ClD. Na 2CO 37.难溶盐Ca3(PO4)2在a mol/L Na3 PO4溶液中的溶解度s与容度积K0sp关系式中正确的是()(《无机化学例题与习题》吉大版)A. K0sp =108s5B. K0sp =(3s)3 +(2s + a)2C. K0sp = s5D. s3·(s + a)28.下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度最大和最小的一组是()(《无机化学例题与习题》吉大版)A. Ag2CrO4和AgClB. Ag2CrO4和AgSCNC. AgSCN和Ag2C2O4D. Ag2C2O4和AgSCN9. AgCl和Ag2CrO4的容度积分别为1.8×10-10和1.1×10-12,则下面叙述中正确的是()(《无机化学例题与习题》吉大版)A. AgCl与Ag2CrO4的容度积相等B. AgCl的容度积大于Ag2CrO4C. AgCl的容度积小于Ag2CrO4D. 都是难溶盐,容度积无意义10.BaSO4的相对分子质量为233,K0sp = 1.1×10-10,把1.0×10-3mol的BaSO4配成10dm3溶液,BaSO4未溶解的质量为()(《无机化学例题与习题》吉大版)A. 0.0021gB.0.021gC.0.21gD. 2.1g11.向Mg(OH)2饱和溶液中加入MgCl2,使Mg2+浓度为0.010mol/L,则该溶液的pH为()(已知Mg(OH)2的K0sp = 5.6×10-12)(《无机化学例题与习题》吉大版)A. 9.1B.9.4C. 8.4D. 4.612.在0.10 mol/LFe2+溶液中通入H2S至饱和(0.10 mol/L),欲使Fe2+不生成FeS沉淀,溶液的pH应是()(已知FeS的K0sp =6.3×10-18;H2S的K0a1·K0a2 = 1.4×10-20) (《无机化学例题与习题》吉大版)A. pH≥2.33B. pH≥3.53C. pH≤3.53D. pH≤2.3313.混合溶液中KCl,KBr,KSCN和K2CrO4浓度均为0.010 mol/L,向溶液中滴加0.010 mol/L AgNO3溶液时,最先和最后沉淀的是()(《无机化学例题与习题》吉大版)A. Ag2CrO4,AgClB. AgSCN ,AgClC. AgBr,Ag2CrO4D. AgCl,Ag2CrO414.下列叙述正确的是()(《无机化学例题与习题》吉大版)A.容度积大的难溶盐,其容度积肯定大B.向含AgCl固体的溶液中加入少量水,溶液达到平衡后,AgCl溶解度不变C.难溶电解质在纯水中溶解达到平衡时,其离子浓度的乘积为该物质的容度积D. AgCl的导电性弱,所以为弱电解质15.下列各对离子的混合溶液中均含有0.30 mol/L HCl,不能用H2S进行分离的是()(已知K0sp:PbS 8.0×10-28,Bi2S3 1.0×10-97,CuS 8.0×10-36,MnS 2.5×10-13,CdS 8.0×10-27,ZnS 2.5×10-22)(《无机化学例题与习题》吉大版)A.Cr3+,Pb2+B.Bi3+,Cu2+C. Mn2+,Cd2+D. Zn2+,Pb2+16.已知在Ca3(PO4)2的饱和溶液中,c (Ca2+)=2.0×10-6 mol•L-1, c (PO43-)=2.0×10-6 mol•L-1,则Ca(PO4)2的KӨSP为( )A.2.0×10-29B.3.2×10-12C.6.3×10-18D.5.1×10-2717.已知KӨsp(CaF2)=1.5×10-10, 在0.2501L mol•L-1的Ca(NO3)2溶液中能溶解CaF2 ( )A. 1.0×10-5gB. 3.8×10-4gC. 2.0×10-5gD. 1.0×10-4g18.已知KӨsp(Ag2SO4)=1.8×10-5, KӨsp(AgCl)=1.8×10-10, KӨsp(BaSO4)=1.8×10-10, 将等体积的0.0020 mol•L-1 Ag2SO4与2.0×10-6 mol•L-1的BaCl2的溶液混合,将会出现( )A. BaSO4沉淀B. AgCl 沉淀C. AgCl和BaSO4沉淀D.无沉淀19.下列有关分步沉淀的叙述中正确的是()A.溶度积小者一定先沉淀出来B.沉淀时所需沉淀试剂浓度小者先沉淀出来C.溶解度小的物质先沉淀出来D.被沉淀离子浓度大的先沉淀20.欲使CaCO3在水溶液中溶解度增大,可以采用的方法是().A.1.0mol•L-1 Na2CO3 B.加入2.0mol•L-1 NaOHC. 0.10mol•L-1CaCl2D.降低溶液的PH值21.向饱和AgCl溶液中加水,下列叙述中正确的是( )A. AgCl的溶解度增大 B .AgCl的溶解度、Ksp均不变C .AgCl的Ksp增大D .AgCl溶解度增大22.已知K(ZnS)=2×10-2 。
[理学]大专无机化学-沉淀溶解平衡
2 NH 3 H 2O
Mg(OH )2 2NH 4 Mg 2 2NH3 H2O
[Mg ][NH 3 ] o o K K K 1 2 o 2 [ NH 4 ] ( Kb )
o 3
2
2
o K sp
沉淀的溶解
本身的Kspθ越大,越易溶解
溶度积规则的应用
判断是否有沉淀生成
原则上只要Q> Ksp便应该有沉淀产生, 但是,只有当溶液中含约10-5 g· L-1固体时, 人眼才能观察到混浊现象,故实际观察到 有沉淀产生所需的离子浓度往往要比理论 计算稍高些。
溶度积常数的应用
判断沉淀的完全程度
没有一种沉淀反应是绝对完全的 通常认为溶液中某离子的浓度小于1X10-5 mol/L时,即为为 CaCO3 。 使 AgCl 转 化 为 Ag2CrO4等等。
物质的溶解
一昼夜后观察发现:固体变为规则 的立方体;质量并未发生改变
形状不规则 的NaCl固体
思考: 得到什么启示?
饱和NaCl 溶液
形状规则 的NaCl固 体
物质的溶解
我们曾根据物质的溶解度将物质分为易溶、 可溶、微溶、难溶等。
溶解度/g 一般称为
<0.01 0.01~1 1~10 >10
难溶 微溶 可溶 易溶
V沉淀
t
AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq)
沉淀溶解平衡
特点:逆、等、动、定、变
沉淀(晶体)表面的离子进入水中,水中 的离子也回到沉淀表面 溶解速率和结晶速率相等 动态平衡 达到平衡时溶液中各离子浓度一定 条件改变时平衡会移动
注意与离解平衡的区别!
大学无机化学第九章沉淀溶解平衡概要
-3
Ag (aq) + Cl (aq)
- 2 10
+
-
Ksp ( AgCl ) [ Ag ][Cl ] S 1.80 10
例:25oC,已知Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,求S(Ag2CrO4) g· L-1
解:
平衡 -1 mol L 浓度
Ag2 CrO4 (s)
第九章
沉淀溶解平衡
9-1 溶度积常数
9-2 沉淀的生成条件
9-3 分步沉淀 9-4 影响沉淀溶解平衡的因素 9-5 沉淀的溶解与转化
9-1 溶度积常数 一、 难溶电解质沉淀溶解平衡的建立
AgCl
BaSO4
H:δ+ O:δ−
V溶解 = V沉淀,固相和液相平衡,饱和溶液中 有关离子的浓度不再随时间的变化而发生变化。
[CO32 ] ,Q ,Q Ksp
② 加 BaCl2 或 Na2CO3
BaCO3 溶解
[Ba] 或[CO32 ] ,Q ,Q Ksp BaCO3 生成
通过控制溶液中有关离子的浓度达到生成沉淀 或溶解沉淀的目的。
例:将等体积的浓度为 410-3 mol· L-1的硝酸银水溶 液与410-3 mol· L-1的铬酸钾水溶液混合,有无铬酸 银沉淀产生?Ksp = 1.1210-12 解:等体积混合后: [ Ag ] [CrO42 ] 2 103 mol L1
Q = Ksp, 平衡,饱和溶液 Q < Ksp, 正向移动,无沉淀析出/沉淀溶解
溶度积原理示意图
溶度积原理应用
思考:
BaCO3溶液中加酸或加BaCl2 或 Na2CO3溶液怎样变化?
BaCO3 (s)
无机化学 - 沉淀溶解平衡
Kspθ与S的定量关系
① AB型: AB
A++ B-
溶解度为 S mol·L–1 S S
K
SP
ceq ( A c
)
ceq ( B c
)
S2
c
2
② AB2 、A2B型:Mg(OH)2,Ag2SO4
AB2
A2++ 2B-
S 2S
K
SP
S
5.3×10-5 < 1.7×10-4
∴ 不同类型的难溶电解质,
Kspθ大,S不一定大, 通过计算比较S
14
练习
1.下列叙述正确的是( ) A.用水稀释含有AgCl固体的溶液时,AgCl的标准溶度积常数不变 B.标准溶度积常数大者,溶解度也大 C.由于AgCl水溶液导电性很弱,所以它是弱电解质 D.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的标准溶度积常数
解: ① ∵ Kspθ=c1 [Ag+]c[I-]=8.3×10-17
Kspθ=c2 [Ag+]c[Cl-]=1.8×10-10 c1 [Ag+]=8.3×10-17/0.010= 8.3×10-15 (AgI先↓)
c2 [Ag+]=1.8×10-10/0.010= 1.8×10-8 (AgCl后↓)
B.3.510-5 mol / L
C.5.010-5 mol / L
D.1.7 10-3 mol / L
(D)
2.
室温下,La2
(C2O4
)3?在纯水中的溶解度为1.1106
?mol
/
L,? 其K
sp
()
A.7.3 1012
无机化学 05-2沉淀溶解平衡
AgCl Ksp S/mol·L-1 1.77×10-10 × 1.33×10- 5 ×
Ag2CrO4 1.12×10-12 × 6.54×10- 5 ×
Mg(OH)2 o Log 5.61×10-12 × 1.12×10- 4 ×
结论: 结论: 1. 难溶电解质的溶解度和溶度积可以通过公式相互 换算; 换算; 2. 对于相同类型的难溶电解质,溶解度越大,溶度 对于相同类型的难溶电解质,溶解度越大, 积越大; 积越大; 3. 对于不同类型的难溶电解质,必须经过计算来比 对于不同类型的难溶电解质, 较。
3
南京医科大学药学院
许贯虹
Logo
沉淀的生成与溶解
对难溶物来说, 在它的饱和溶液中存在多相离子平衡 多相离子平衡. 对难溶物来说, 在它的饱和溶液中存在多相离子平衡.
Ba2+ SO42-
一定T 一定 时: BaSO4(s)
溶解 沉淀
BaSO4(aq)
4
溶解 沉淀
Ba2+(aq) + SO42-(aq)
24
南京医科大学药学院
AaBb(s) aAn+ (aq) + bBm- (aq)
平衡时
S
aS
bS AB: Ksp = S2
单位: 单位:mol·L-1
Ksp = (aS)a (bS)b
Ksp a ⋅b
a
15
S = a+b
b
A2B/AB2: K = 4S3 sp A3B/AB3: Ksp = 27S4
许贯虹
Logo 溶解( 沉淀(precipitation) 溶解(dissolution)&沉淀 ) 沉淀
大学无机化学课件沉淀溶解平衡
C. 利用氧化还原反应
D. 3CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S↓ +2NO+4H2O
4.2.4 酸度对沉淀反应的影响
难溶金属氢氧化物和硫化物的溶解度都 受溶液酸度的影响,通过控制一定的pH范围, 便可以达到使金属离子分离的目的。
4.2.1 沉淀的生成
条件: Qc > Ksp时,生成沉淀。
【例6-2】 0.010 mol•L-1 SrCl2溶液2ml和0.10 mol•L-1 K2SO4溶液3ml混合。(已知 KspSrSO4=3.81×10-7 ) 解:溶液混合后离子的浓度为:
C S2 r0.05 1 1 2 0 3 0 1 3 00.00m 4L o 0 1l
对于AaBb型的难溶电解质: 溶解
AaBb (s) 沉淀 aAn+(aq) + bBm-(aq)
Ksp =[An+]a[Bm-]b
上式表明,在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液 中离子浓度幂之乘积为常数。
一些难溶化合物的溶度积,参考P124-表6-3。
4.1.2 溶度积(Ksp)与溶解度(S)的关系
(1) 溶解度S
一定温度下,物质在100g水中能溶解的最大量。
溶解 AaBb (s) 沉淀
aAn+(aq) + bBm-(aq)
aS
bS
∴Ksp = [An+]a[Bm-]b = (aS)a(bS)b = aa . bb .Sa+b
【例1】 氯化银在298K时的溶解度为1.91 × 10-3 g·L-1, 求其溶度积。
【例5】计算欲使0.010 mol·L-1Fe 3+开始沉淀和沉淀完 全时的pH值。已知Fe(OH)3的Ksp = 1.1×10-36。
无机化学第六章+沉淀-溶解平衡
1. 同离子效应
在难溶强电解质溶液中加入与其含有相同离
子的易溶强电解质,而使难溶强电解质的溶解度降
低的作用。
加入 I-
PbI2 (s) Pb2+ (aq) + 2 I- (aq)
平衡移动的方向
例:对已达到平衡的下列反应,分别给其加入HCl、
BaCl2 或 Na2CO3 溶液,结果怎样?
BaCO3 (s)
Ksp (AgCl) = 1.8×10-10 Ksp (AgI) = 8.3×10-17
解:
(a) 哪一种离子先沉淀?
c1( Ag )AgI
Ksp ( AgI ) c(I )
8.3 1017 1.0 103
8.31014 mol
L1
c2 ( Ag )AgCl
Ksp (AgCl) c(Cl )
AgCl AgBr
(2)不同类型要计算
AgI Ksp 减小
S 减小
二、沉淀的生成与溶解
1. 溶度积规则
比较 Q 和 Ksp的大小,可以用来 判读沉淀的 生成及沉淀溶解平衡的移动方向。
An Bm (s)
nAm (aq) mBn (aq)
Q [Am ]n [Bn ]m 离子积
① 若 Q > Ksp,过饱和溶液,沉淀析出 ②若 Q < Ksp ,不饱和溶液,无沉淀析出;若原来
3、 沉淀-溶解平衡和酸碱平衡 ① 难溶金属硫化物的沉淀-溶解平衡 --- 形成弱电解质 H2S
PbS Bi2S3 CuS CdS Sb2S3 SnS2 As2S3 HgS
FeS Fe2+ + S2-
2 HCl 2 Cl_ + 2 H+
无机化学第三章 沉淀溶解平衡
一、难溶电解质的溶解度和溶度积
1. 溶度积常数
BaCO3(s)
BaCO3
溶解 沉淀
Ba2+ + CO322+ 2−
当υ溶 = υ沉时
2+ 2−
[Ba ] ⋅ [CO 3 ] =K [BaCO3 ]
[Ba ] ⋅ [CO 3 ] = K ⋅ [BaCO3 ] = K sp
K sp
2+
溶度积常数,大小与S(溶解度)有关, 是T的函数
c 0.100 Q = = 5.68 × 103>400 K b 1.75 ×10 −5
= 1.32 ×10 −3 [OH ] = K b c = 1.75 ×10 × 0.10
−
−5
( mol·L-1)
又∵ [Mg2+]·[OH-]2 = 1.0×10-3×(1.32×10-3)2 = 1.75×10-9 1.75×10-9 >K sp {Mg (OH) 2 } ∴有Mg(OH)2↓产生
先↓的离子↓完全,后↓的离子留在溶液中 计算出pH范围
MS
M 2+ + S2-
Ksp(MS) = [M2+]·[S2-] ∴↓时,[S2-] 不同。
K sp (MS) [M ]
2+
∵Ksp(MS)不同, 沉淀开始时:
2−
[S ]min >
······⑴
[S 2 − ] 与 [ H + ] 的关系
H2S
Ba3(PO4)2(s)
K sp = [Ba ] ⋅ [PO 4 ]
2+ 3
2. 溶解度和溶度积的换算
例1: 25℃时,AgCl在水中的溶解度为0.00192g·L-1, 试求该温度下的溶度积?(M(AgCl)=143.4g/mol)
大学化学——3沉淀溶解平衡
(4)烯烃配合物:
配体是不饱和烃。如: [PdCl3(C2H4)]-。
(5)多酸型配合物:
配体是多酸根。如:(NH4)3[P(Mo3O10)]6H2O。
(6)多核配合物:
含两个或两个以上的中心离子。如[(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4+。
3. 配位数
与中心离子(或原子)成键的配位原子的总数
2)比较298.15K时,AgCl和Ag2CrO4在水中的溶解度。
AgCl
Ag2CrO4
Ks
1.8×10-10
> 9.0×10-12
S 1.3×10-5 mol·dm-3 < 1.34×10-4 mol·dm-3
∴对不同类型的难溶电解质,不能直接用Ks来判断溶解度 的大小,应计算S的大小。
Question 1
保留原来名称不变,例外的有:CO-羰基、N0-亚硝酰、O2-双氧、N2-双氮。
(2)无机阴离子配体的名称:
在名称后加一“根”字,例如:SCN- 硫氰酸根等;但是名称只有一个汉字时, 省去“根”字。例如:F-氟、Cl-氯、O 2-氧、OH-羟、HS-巯、CN-氰等。
(3)有机阴离子配体的名称:
有机配体一般不使用俗名,有机配体中凡是从有机化合物失去质子而形成的 物种,看作阴离子,其名称一般用“根”字结尾,例如:CH3COO-乙酸根。
或无AgCl↓生成,未饱和溶液。
溶度积规则
Av+Bv- (s)
v+Az++ v-Bz-
{c(Az+)} v+ ·{c(Bz-)} v- =Ks ,ΔrGm = 0,饱和溶液 {c(Az+)} v+ ·{c(Bz-)} v- >Ks ,ΔrGm >0,有沉淀生成 {c(Az+)} v+ ·{c(Bz-)} v- <Ks ,ΔrGm <0,沉淀溶解,
无机化学:chapter 7 沉淀溶解平衡
= 55.66kJmol-1
lgK
θ sp
(AgCl)
r Gmθ 2.303RT
55.66 1000 9.7549 2.303 8.314 298
K
θ sp
(AgCl)
1.76 1010
4.溶度积规则 solubility product principle
AmBn (s)
mAn+(aq) +n Bm-(aq)
例1. 已知298.15K时AgCl的溶解度为1.91×10 -3
g
.L-1,求其
K
θ sp
。
解: M(AgCl) 143.4g mol 1
s(AgCl ) 1.91 103 1.33 105 mol L1 143.4
又 AgCl
Ag Cl
ss
Kθ sp
c(Ag ) c(Cl )
1.同类型的难溶电解质,相同温度时,溶解度的
大小可用
K
θ sp
比较,
K
θ sp
大,则s大。
2.不同类型的难溶电解质,相同温度时,溶解度
的大小不能用 Ksθp比较其大小, 只能用s来比较。
3. Kspθ值的确定方法:
① 实验测定各离子的平衡浓度或溶解度
② 由热力学数据计算
rGmθ 2.303RT lg K θ
rGm
rGmθ
RT
ln Q
RT
ln
Q Kθ
Q RT ln Ksθp
Q = cm (An+). cn (Bm-)
离子积
溶度积规则
(1)Q
<
K
θ时,
sp
不饱和溶液,无沉淀生
成;若有沉淀存在,沉淀将会溶解 ,
大学无机化学沉淀溶解平衡大连理工版
= 0.016
y = 0.20 c(NH4+ ) = 0.20mol L-1
m(NH4Cl) = (0.20 0.40 53.5)g = 4.3g
2.金属硫化物
PbS Bi2S3 CuS CdS Sb2S3 SnS2 As2S3 HgS
难溶金属硫化物的多相离子平衡:
MS(s) M2+ (aq) + S2- (aq)
Kspa
=
{c(M2+)}{c (H2S)} c(S2- ) {c (H+ )}2 c(S2- )
或
K spa
=
Ksp (MS) Ka1 (H2S) Ka2 (H2S)
Kspa —在酸中的溶度积常数
例题: 25℃下,于0.010mol·L-1FeSO4溶液 中通入H2S(g), 使其成为饱和溶液 (c(H2S)= 0.10mol·L-1) 。用HCl调节pH值,使c(HCl)= 0.30mol·L-1 。试判断能否有FeS生成。
解:(1) co (Mg2+ ) = 0.25mol L-1 co (NH3) = 0.050mol L-1 NH3(aq) + H2O(l) NH4+ (aq) + OH- (aq)
初始浓度/(mol L-1) 0.050
0
0
平衡浓度/(molL-1) 0.050- x
x
x
x2 0.050 -
AgI
8.3 ? 10 -17
Ag2CrO4 1.1? 10-12
溶解度/ mol ?L-1 1.3? 10-5 7.1? 10-7 9.1? 10-10
6.5? 10-5
* 相同类型的难溶电解质,其 Ksp 大的 S 也大。
吉林大学无机化学 第九章 沉淀溶解平衡.
主要内容: 溶度积常数 沉淀生成的计算与应用 沉淀的溶解与转化
1
吉林大学
• 无机化学 第九章
研究的对象:
难溶性的强电解质
沉淀溶解平衡
AgCl
固体
Ag+ + Cl-
离子
溶解度的定义:水中溶解部分所生成的离子的浓度,mol· dm-3
3
§9-1 溶度积常数
9-1-1 沉淀溶解平衡的实现 水分子辅助下AgCl溶解生成Ag+和Cl- Ag+ 和 Cl-的反应生成AgCl沉淀 溶解和沉淀反应速率相等,便达到沉
例9-2 Ag2rO4
两者的 Kspθ 和 S 的数值大小关系并不一致,原因是两者的正负 离子的个数比不一致。 对于正负离子的个数比一致的难溶盐, Kspθ 和 S 的数值大小关 系一致。 CaCO3 AgCl AgBr AgI Kspθ 8.7×10-9 1.6×10-10 5.0×10-13 1.0×10-16 S 9.3×10-5 1.26×10-5 7.1×10-7 1.0×10-8
Ө
纯水中AgCl的溶解度为1.3×10–5 mol· dm–3,故:
x ≪ 1.0 , 1.0 + x ≈ 1.0 x = Ksp = 1.8×10–10 < 1.3×10–5 mol· dm–3 同离子效应使难溶性强电解质的溶解度减小
11
Ө
§9-2 沉淀生成的计算与应用
沉淀的生成 根据溶度积原理,当Q >Kspθ时,将有生成沉淀。但是在配制溶 液和进行化学反应过程中,有时Q > Kspθ,却没有观察到沉淀 底物生成。其原因有三个方面: 1) 盐效应的影响 2) 过饱和现象 3) 沉淀的量
淀溶解平衡
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a<c,则Qc <Ksp b. 过饱和现象 c. 人眼观察能力有限,沉淀物≥1.0×10- 5g/L
和溶解
4.2.1 沉淀的生成 4.2.2 同离子效应和盐效应 4.2.3 沉淀的溶解 4.2.4 酸度对沉淀反应的影响 4.2.5 分步沉淀 4.2.6 沉淀转化
2A+ + B2-
Ksp = 4S3
4. AB3型和A3B型(例Fe(OH)3,Ag3PO4)
AB3 Ksp
=
A3+ 27S4
+
3B-
S (
Ksp 27
)1/
4
电解质类型 难溶电解质
AB
AgCl
A2B
Ag2CrO4
AB2
Mg(OH) 2
溶解度 (mol·L-1)
溶度积(Ksp)
1.33×10-5 1.77×10-10
(1) 溶解度S
一定温度下,物质在100g水中能溶解的最大量。
溶解 AaBb (s) 沉淀
aAn+(aq) + bBm-(aq)
aS
bS
∴Ksp = [An+]a[Bm-]b = (aS)a(bS)b = aa . bb .Sa+b
【例1】 氯化银在298K时的溶解度为1.91 × 10-3 g·L-1, 求其溶度积。
6.54×10-5 1.12×10-12
1.12×10-4 5.67×10-12
由上表可得:
(1) 相同类型的难溶电解质,溶解度S越大,溶度 积Ksp也越大。
(2) 不同类型的难溶电解质,溶解度S越大,溶度 积不一定越大,要通过计算得到。
4.1.3 溶度积规则
① 浓度积Qc:溶液中离子浓度幂的乘积,表示任 一条件下离子浓度幂的乘积。
4.2.1 沉淀的生成
条件: Qc > Ksp时,生成沉淀。
【例6-2】 0.010 mol•L-1 SrCl2溶液2ml和0.10 mol•L-1 K2SO4溶液3ml混合。(已知 KspSrSO4=3.81×10-7 ) 解:溶液混合后离子的浓度为:
C Sr 2
0.010 2 103 5 103
Ksp = 4S3 = 4(1.41×10-4)3 = 1.12×10-11
C Mg2
0.10 10.0 20.0
0.050(mol L1 )
C NH3
0.10 10.0 20.0
0.050(m ol
L1 )
∵CNH3/Kb>400,则:
[OH ] Kb C 1.76105 0.050 9.4104(mol L1)
解: 已知氯化银的摩尔质量M为143.32g .mol-1: 1. 将氯化银的溶解度S单位换算为mol·L-1: 1.91 ×10-3/143.32 = 1.33 ×10-5(mol·L-1)
2. 写出平衡式: 溶解
AgCl(s) 沉淀
Ag+(aq) + Cl- (aq)
S
S
∴Ksp,AgCl = [Ag+ ][Cl-] = S2 = (1.33 ×10-5)2
溶解 AaBb (s) 沉淀 aAn+(aq) + bBm-(aq)
Qc (CAn )a (CBm )b
Ksp =[An+]a[Bm-]b 达到沉淀-溶解平衡!
饱和溶液
② Qc和Ksp的关系
浓度积Qc = Ksp 饱和溶液,处于沉淀-溶解平衡 < Ksp 不饱和溶液,或沉淀溶解 > Ksp 生成沉淀
溶解 BaSO4(s) 沉淀
Ba2+(aq) + SO42—(aq)
K [Ba2 ][SO42 ] [BaSO4 ]
K .[BaSO4] = [Ba2+][ SO42-]
由于BaSO4为固体,可看成常数,则:
Ksp = [Ba2+][ SO42-]
Ksp称为溶度积常数,简称溶度积, 只与温度有关。 它反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
0.0040mol L1
C SO
2 4
0.10 3 103 5 103
0.060mol
L1
QC CSr 2 CSO42 0.0040 0.060 2.4104 ∵ QC > Ksp ∴ 有SrSO4沉淀生成。
【例3】 Mg(OH)2的溶解度为每升水溶解0.0082g。若将 10.0ml 0.10 mol·L-1的MgCl2溶液与10.0ml 0.10 mol·L-1 NH3溶液混合,有无沉淀产生?如有沉淀产生,则需加 入多少克固体氯化铵才能阻止Mg(OH)2沉淀产生? 解: S = 0.0082/58.3 = 1.41×10-4(mol·L-1)
QC
C C2 Mg2 OH
0.050(9.4104 )2
4.4108
Ksp
所以,有Mg(OH)2沉淀产生。
要使Mg(OH)2不沉淀,[OH-]必须降低至:
[OH ]
Ksp [Mg2 ]
1.121011 1.5 105(mol L1 ) 0.050
因此,需向该溶液中加入固体氯化铵的量为:
沉淀溶解平衡
§ 4.1 溶度积原理
4.1.1 溶度积 4.1.2 溶度积与溶解度的关系 4.1.3 溶度积规则
4.1.1 溶度积
(物质的溶解度只有大小之分,没有在水中绝对不溶的 物质)如AgCl,CaCO3,PbS和CaC2O4(肾结石的主要成 分)等都为难溶强电解质(溶解度小于0.01g/100g水)。
对于AaBb型的难溶电解质: 溶解
AaBb (s) 沉淀 aAn+(aq) + bBm-(aq)
Ksp =[An+]a[Bm-]b
上式表明,在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液 中离子浓度幂之乘积为常数。
一些难溶化合物的溶度积,参考P124-表6-3。
4.1.2 溶度积(Ksp)与溶解度(S)的关系
NH3. H2O
NH4+ + OH-
Kb
[NH4 ][OH ] [NH3 ]
[NH 4 ]
Kb[NH 3 ] [OH ]
1.76105 0.050 1.5 105
=1.77 × 10-10
1. AB型 (例 AgCl, BaSO4等) : AB Ksp = S2 S = Ksp1/2
A+ + B-
2. AB2型(例PbCl2、Ca(OH)2 等) AB2
A2+ + 2B-
Ksp = 4S3
S ( Ksp )1/ 3 4
3. A2B型(例Ag2CrO4) A2B