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
n
m 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
-3HCO
439.0 050.0 011.0 560.0 001.0
溶液
NaOH L
mol mL 0.10.1
3
.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Y
MgO
注：溶液中某种离子的浓度小于51
1.010mol L --⨯⋅，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液
体积不变。

931096.4)(-⨯=CaCO K sp 631082.6)(-⨯=MgCO K sp
[]621068.4)(-⨯=OH Ca K sp []1221061.5)(-⨯=OH Mg K sp
下列说法正确的是
A 、沉淀物X 为3CaCO
B 、溶液M 中存在+
2Mg
、不存在+
2Ca
C 、溶液N 中存在+
2Mg
、
+
2Ca
D 、步骤②中若改为加入g 2.4NaOH 固体，沉淀物Y 为2)(OH Ca 和2)(OH Mg 的混合物 【命题分析】 本题考核实验方案的分析及难溶电解质溶液中的沉淀转化。

【解题思路】
A 、加入的氢氧化钠与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，碳酸根离子与钙离子反应生成沉淀物碳
酸钙，O H CO OH HCO 2233+=+---，↓=+-
+3232CaCO CO Ca ，
[][]3362323)(101.1001.0011.0)()(CaCO K L mol CO c Ca c CaCO Q sp c >⨯=⋅=⋅=--
+；A 项正确。

B 、[][]23823222)()(101.1)10(011.0)()()(OH Ca K L mol OH c Ca c OH Ca Q sp c <⨯=⋅=⋅=---+
+2Ca 未沉淀，B 项错误
C 、加入11=pH 的NaOH 溶液，溶液中的+
2Mg
浓度为：
[]L mol OH c OH Mg K Mg c sp 6
2
3122
221061.5)
10(1061.5)()()(----+
⨯=⨯==
，可认为+2Mg 沉淀完全，C 错 D 、加入g 2.4NaOH 固体，mol mol
g g M m n 105.0402.4===
， L mol L
mol
OH c NaOH c 105.01105.0)()(==
=-
[][]
23424222)()(105.5105.0105.5)()()(OH Mg K L mol OH c Mg c OH Mg Q sp c >⨯=⨯⨯=⋅=---+ 有2)(OH Mg 沉淀生成。

+2Mg 完全沉淀后，剩余L mol OH c 005.0)(=-
[][]2382222'
)()(1075.2)005.0(011.0)()()(OH Ca K L mol OH c Ca c OH Ca Q sp C
<⨯=⋅=⋅=--+ 无2)(OH Ca 沉淀生成，D 项错误。

四、不同沉淀方法的应用
（1）直接沉淀法：除去指定溶液中某种离子或获取该难溶电解质。

（2）分布沉淀法：鉴别溶液中离子成分或分别获得不同难溶电解质。

（3）共沉淀法：加入合适的沉淀剂，除去一组中某种性质相似的离子。

（4）氧化还原法：改变某种离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质便于分离，或使其转变为易溶物质。

五、沉淀溶解的方法 （1） 酸碱溶解法：
根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。

)
(3s CaCO )()(232aq CO aq Ca -++
加入盐酸，-
++=Cl H HCl ，则↑+=++-22232CO O H H CO
碳酸根与氢离子不断反应生成水和二氧化碳，二氧化碳逸去，溶液中碳酸根离子浓度降低，碳酸钙就不断溶解。

可用此法的还有：FeS 、3)(OH Al 、2)(OH Cu 、2)(OH Fe 、3)(OH Fe
（2） 发生氧化还原反应使沉淀溶解
有些金属硫化物如CuS 、HgS 等溶度积特别小，其饱和溶液中-
2S 浓度特别小，不能溶于非氧化
性强酸，但能溶于氧化性强酸。

如：
O H NO S NO Cu HNO CuS 2233423)(383+↑++=+
此法适用于溶解那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。

（3） 生成配合物使沉淀溶解
向沉淀溶液中加入适当配合剂，使溶液中某离子生成稳定的配合物，减少其离子浓度，从而使沉淀溶解。

如：)
(s AgCl )()(aq Cl aq Ag -++ 3
2NH Ag ++[]-)(3NH Ag
（4） 沉淀转化溶解法
将难溶物转化为前三种方法能溶解的沉淀，然后再溶解。

六、化学平衡常数、水的离子积、电离平衡常数、溶度积的比较
化学平衡常数
水的离子积
电离平衡常数
溶度积的比较
反应 举例 nB
mA +qD pC + O
H 2-++OH H
HA
-++A H )
(s B A n m -++m n nB mA
表达 式 n
m q
p B c A c D c C c K )()()()(⋅⋅=
)()(-
+
⋅=OH c H c K w )
()()(HA c A c H c K -+⋅= n
m m n sp B c A c K )()(-+⋅=
影响 因素 温度
温度
温度 温度 适应 范围
可逆反应的平衡体系 水的电离平衡体系
弱电解质的 电离平衡体系
难溶电解质的 电离平衡体系。