难溶强电解质的沉淀溶解平衡

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《难溶电解质的沉淀溶解平衡》 讲义

《难溶电解质的沉淀溶解平衡》 讲义

《难溶电解质的沉淀溶解平衡》讲义一、难溶电解质的沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,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,称为难溶电解质的沉淀溶解平衡。

例如,我们常见的 AgCl 固体在水中存在这样的平衡:AgCl(s) ⇌Ag+(aq) + Cl(aq) 。

此时,Ag+和 Cl不断结合生成 AgCl 沉淀,同时AgCl 也在不断溶解成 Ag+和 Cl,当这两个过程的速率相等时,就达到了沉淀溶解平衡。

需要注意的是,沉淀溶解平衡是一种动态平衡,溶解和沉淀仍在不断进行,只是速率相等。

二、影响沉淀溶解平衡的因素1、内因物质本身的性质是决定沉淀溶解平衡的重要因素。

不同的难溶电解质,它们在相同条件下的溶解度和溶解程度是不同的。

2、外因(1)温度一般来说,大多数难溶电解质的溶解过程是吸热的,升高温度,平衡向溶解方向移动,溶解度增大;反之,降低温度,平衡向沉淀方向移动,溶解度减小。

(2)浓度对于反应离子的浓度,通过加水稀释,平衡向溶解方向移动;若增大离子浓度,平衡向沉淀方向移动。

(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,会使平衡向沉淀方向移动,溶解度减小。

例如,在 AgCl 的饱和溶液中加入 NaCl 固体,由于溶液中 Cl浓度增大,平衡向生成 AgCl 沉淀的方向移动。

(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,会使溶解度增大。

这是因为加入的强电解质增大了溶液中的离子强度,使得离子间的相互作用增强,从而促进了难溶电解质的溶解。

三、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的生成若要使溶液中的离子生成沉淀,可以通过调节溶液的 pH 值、加入沉淀剂等方法,使离子浓度的乘积大于溶度积(Ksp),从而产生沉淀。

例如,向含有 Cu2+的溶液中加入 Na2S 溶液,由于 CuS 的溶度积很小,当 Cu2+和 S2-的浓度乘积超过 CuS 的溶度积时,就会生成 CuS 沉淀。

六章难溶强电解质的沉淀-溶解平衡讲解学习

六章难溶强电解质的沉淀-溶解平衡讲解学习
例题
(二) 发生氧化还原反应使沉淀溶解 在含有难溶强电解质沉淀的饱和溶液中加入
某种氧化剂或还原剂,与难溶电解质的阳离子或 阴离子发生氧化还原反应,使 J Ksp ,导致难溶 强电解质的沉淀溶解。
(三) 生成配位个体使沉淀溶解 在含有难溶强电解质沉淀的饱和溶液中加入
某种电解质,与难溶强电解质的阳离子或阴离子 生成配离子,使 J Ksp ,导致难溶电解质沉淀溶 解。
对于沉淀-溶解反应:
M v A v (s) v M z(a q ) v A z(a q )
其反应商为:
J [c (M z)/c]v [c (A z)/c]v
沉淀-溶解反应的摩尔吉布斯自由能变为:
rG m R TlnK spR TlnJ
由上式可以得出如下结论:
(1)当K sp J 时,rGm 0 ,沉淀-溶解反应 正向进行。
实现分步沉淀的最简单方法是控制沉淀剂的浓 度。
例题
实现分步沉淀的另一种方法是控制溶液 pH, 这种方法只适用于难溶强电解质的阴离子是弱酸 根或 OH- 两种情况。
例题
二、沉淀的转化
把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,称为沉 淀的转化。沉淀转化反应的进行程度,可以利用反 应的标准平衡常数来衡量。
沉淀转化反应的标准平衡常数越大,沉淀转化 反应就越容易进行。若沉淀转化反应的标准平衡常 数太小,沉淀转化反应将是非常困难,甚至是不可 能的。
例题
(2)当 K sp J 时,rGm 0 ,沉淀-溶解反应 处于平衡状态,此时的溶液为饱和溶液。
(3)当 K sp J 时,rGm 0 ,沉淀-溶解反 应逆向进行,有沉淀析出。
这就是沉淀 - 溶解平衡的反应商判据,也称 溶度积规则。
二、沉淀的生成

高等化学 难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡

高等化学 难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡
对于AnBm饱和溶液:
(溶度积) Ksp cn (Am ) cm (Bn )
对于其它状态下的AnBm溶液:
(离子积) Qi cn (A m ) cm (Bn )
由Kspθ与Qi相对大小确定溶液是否处于饱和状态
AnBm (s) nAm (aq) mB n (aq)
Ksp cn (Am ) cm (Bn )
Qi cn (A m ) cm (Bn )
Qi Ksp 饱和溶液, 处于平衡
Qi Ksp 过饱和溶液, 沉淀析出
Qi Ksp 不饱和溶液, 沉淀溶解
沉淀形成和沉淀溶解的判据——溶度积规则
1、沉淀的生成 Qi Ksp Question
s
s
KSP c( Ag )c(Cl ) s2 1.8 1010
4.1.3 沉淀溶解平衡的移动
1、同离子效应
难溶强电解质饱和溶液中加入含有相同离子的易溶强电解质时,
难溶电解质溶解度s下降。
CaCO3(s)
Ca2+ + CO32-
Na2CO3 2Na+ + CO32-
同离子效应是吕·查德里原理的又一种体现形式,重量分析中 利用这种效应, 通过加大沉淀剂的用量使被测组分沉淀更完全.

1.8 1010 1.34 105 m ol dm3
( 2 ) AgCl在0.0010m ol dm3 NaCl中:
AgCl( s )
Ag ( aq ) Cl ( aq )
平衡浓度( m ol dm3 )
S
0.0010 S
因为S 0.0010,因此0.0010 S 0.0010
第5章 难溶强电解质 溶液的沉淀-溶解 平衡

无机化学第6章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡

无机化学第6章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡
✓ Ksp反映的方程式,难溶电解质在反应物的 位置,即方程式的左边
常见难溶强电解质的溶度积
二、标准溶度积常数与溶解度 的关系
一定温度下,溶度积和溶解度都可表示难 溶电解质在水中的溶解能力。
若溶解度s 的单位用mol.L-1,称为摩尔溶 解度。
注意:推导若溶度积和溶解度关系时, 溶解度采用摩尔溶解度。
2. 溶度积与溶解度
二、标准溶度积常数与溶解度的关系
难溶强电解质Mv Av饱和溶液中存在沉淀-溶解平衡:
MvAv (s) vMz (aq) vAz (aq)
1-2型
如:Ag2CrO4 (s) 2Ag+ (aq) + CrO42- (aq)
2s
s
Ksp ={ceq (Ag+ )}2 {ceq (CrO42- )}= (2 s)2 (s)
Question
我们常说的沉淀,是不是一点都不溶?
例:
实验:取上层清液适量
滴加少量KI溶液
黄色沉淀(AgI)
AgCl
是否含有 s(AgCl)=1.34×10-5 mol·L-1
Ag+、Cl-
=1.92×10-4克/100mL
Question
我们常说的沉淀,是不是一点都不溶?
例:
AgCl(s) 溶解 AgCl(aq) 沉淀
AgCl(aq)
解离 Ag+ (aq)+ Cl-(aq) 分子化
AgCl
是否含有
AgCl(s)
溶解 Ag+ (aq)+ Cl-(aq) 沉淀
Ag+、Cl-
沉淀-溶解平衡
图 6-1 难溶强电解质的溶解和沉淀过程
沉淀溶解平衡
难溶强电解质Mv+Av-饱和溶液中存在如下动态平衡:

化学-难溶电解质的溶解平衡讲义-解析版

化学-难溶电解质的溶解平衡讲义-解析版

4.影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因难溶电解质本身的性质,这是决定因素。

(2)外因①浓度:加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动;②温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀溶解的方向移动;③同离子效应:向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子,平衡向生成沉淀的方向移动;④其他:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时,平衡向沉淀溶解的方向移动。

二、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成当溶液中离子积(Q c )大于溶度积(K sp )时有沉淀生成。

①调节pH 法:如除去NH 4Cl 溶液中的FeCl 3杂质,可加入氨水调节pH 至4左右,离子方程式为Fe 3++3NH 3·H 2O===Fe(OH)3↓+3NH 。

+4②沉淀剂法:如用H 2S 沉淀Cu 2+,离子方程式为Cu 2++H 2S===CuS↓+2H +。

2.沉淀的溶解当溶液中离子积(Q c )小于溶度积(K sp )时,沉淀可以溶解。

①酸溶解:用离子方程式表示CaCO 3溶于盐酸:CaCO 3+2H +===Ca 2++CO 2↑+H 2O 。

②碱溶解法如Al 2O 3溶于NaOH 溶液,离子方程式为:Al 2O 3+2OH -===2AlO +H 2O -2③盐溶解:用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH 4Cl 溶液:Mg(OH)2+2NH===Mg 2++2NH 3·H 2O 。

+4④配位溶解:用离子方程式表示AgCl 溶于氨水:AgCl +2NH 3·H 2O===[Ag(NH 3)2]++Cl -+2H 2O 。

⑤氧化还原溶解:如不溶于盐酸的硫化物Ag 2S 溶于稀HNO 3。

3.沉淀的转化通常,一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,两种难溶物的溶解能力差别越大,这种转化的趋势就越大。

①实质:沉淀溶解平衡的移动。

②实例:AgNO 3溶液AgCl AgBr ,则K sp (AgCl)>K sp (AgBr)。

5第四章难溶强电解

5第四章难溶强电解

析出,直至溶液达饱和为止。
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沉淀反应的利用和控制
l.沉淀的生成
2.沉淀的溶解
19
沉淀的生成

l.加入沉淀剂
增大离子浓度,使溶液中Qi大于Ksp

2.控制溶液的pH值 对于氢氧化物沉淀和弱酸盐沉淀可通过加碱, 提高pH,使沉淀生成。
20
பைடு நூலகம்
加入沉淀剂
将等体积的2.0×10-3mol· -1 AgNO3溶液和2.0×10 L
-4
mol· -1NaCl溶液混合,能否析出AgCl沉淀? L 解: 混合后,溶液中
c(Ag+)=2.0×10-3/2=1.0×10-3 mol· -1 L
c(Cl-)=2.0×10-4/2=1.0×10-4 mol· -1 L
Qc =c(Ag+)· c(Cl-)=1.0×10-7
已知KspӨ(AgCl)=1.8×10-10
Kspө称为难溶强电解质的标准溶度积,简称溶度积
MmAn(s)
θ sp
mMn++nAmn m
K (M m A n ) [M
] [A
m n
]
4
难溶强电解质的溶解度
对于难溶强电解质MA,
K
MA(s)
M+ + A
设MA的溶解度为S mol· -1,则 L
S/cθ=[M+]=[A-]
[M ][A ] K
a M a A K a MA(s) K
溶度积

一定温度下,对确定的难溶强电解质,Kθap为常数, 称为活度积常数,按照活度的定义,可变为:
θ ( M [M ]) ( A [A ]) K ap

难溶电解质的溶解平衡

难溶电解质的溶解平衡
+ - +
由 Ksp(Ag2CrO4) = c (Ag )· c(CrO ) , 得 c(Ag ) = -12 1.9 × 10 KspAg2CrO4 -1 -5 -1 = mol· L =4.36×10 mol· L , 2- 0.001 cCrO4 生成 AgCl 沉淀需 c(Ag+)小于生成 Ag2CrO4 沉淀时所需 c(Ag+),故 Cl-先沉淀。刚开始生成 Ag2CrO4 沉淀时,c(Cl-) -10 KspAgCl 1.8×10 = = L-1=4.13×10-6 mol· L-1。 + -5 mol· cAg 4.36×10
难溶电解质溶解平衡
知识点一、沉淀溶解平衡 1.概念 在 一定温度 下,当难溶强电解质溶于水形 成 饱和溶液时, 沉淀溶解 速率和 沉淀生成 速率
相等的状态。
2.沉淀溶解平衡常数——溶度积
(1)溶度积(Ksp):
在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,离子 浓度 幂的乘积 。 (2)表达式: MmNn(s) 对于沉淀溶解平衡: mMn+(aq)+nNm-(aq),
⑥给溶液加热,溶液的 pH 升高 ⑦向溶液中加入 Na2CO3 溶液,其中固体质量增加 ⑧向溶液中加入少量 NaOH 固体,Ca(OH)2 固体质量不变 A.①⑦ B.①②⑦⑧ C.③④⑤⑦ D.①③⑦⑧
5、溶度积与溶解度的关系: Ksp(AgCl)=1.77×10-10 Ksp(AgBr)=5.35×10-13 Ksp(AgI)=8.51×10-17 溶解度(mol/L):AgCl>AgBr>AgI 结论:同类型的盐若Ksp越小,溶解度越小 不同类型的盐的Ksp不能直接作为溶解度大 小的比较依据。 Ksp(Ag2CO3)=8.45×10-12 溶解度:AgCl<Ag2CO3

第七章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡

第七章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡

Ksp = [An + ] m [B m –] n
练习Ksp的表达式: Ca3(PO4)2 (s) 3Ca3+(aq) + 2PO43–(aq)
Ksp = [Ca2+]3[PO43–]2
Ag2CrO4 (s) 2Ag+ (aq) + CrO42– (aq)
Ksp = [Ag+]2[CrO42 –]
=
9.1×10−12 (1.56×10-10)2
= 3.7×108
例题
有0.20 mol的BaSO4沉淀,每次用 1.0 dm3饱和NaCO3溶 液(浓度为1.6 mol dm-3)处理若使沉淀全部转化到溶液 中,需要反复处理几次?
解:处理一次时 BaSO4(s) + CO32初 平衡 1.6 1.6-x BaCO3 + SO420 x
(二)分步沉淀 多种离子 混合液 + 逐滴加入 沉淀剂 离子先后沉淀的现象
例:在含有0.01 mol dm-3 Cl-和0.01 mol dm-3 I-的混合液中, 逐滴加入AgNO3何者先沉淀(忽略体积变化)?当第二种离子 开始沉淀时,第一种离子还有多少剩余? 解: (1) 需要[Ag+]小的先沉淀 Cl-沉淀需 [Ag +]1 =
三、同离子效应和盐效应
(一)同离子效应 难溶电解质溶解度降低 AgCl(s) 加入NaCl NaCl Ag+ + Cl– Na+ + Cl–
实际意义:可使某种离子沉淀完全(通常 <10– 6 mol dm– 3) (二)盐效应 难溶电解质溶解度增大 AgCl(s) 加入NaNO3 NaNO3 Ag + + Cl– Na+ + NO3–

难溶强电解质的沉淀-溶解平衡

难溶强电解质的沉淀-溶解平衡


一、溶度积规则

二、难溶强电解质沉淀的生成

三、难溶强电解质沉淀的溶解

四、同离子效应和盐效应
一、溶度积规则
• 对于化学反应,可通过比较J与 的大小判断该反应进行的方向。同理,
在沉淀溶解平衡中,可据此判断沉淀溶解平衡的方向。
K
我 们 称 J 与 Ksp 的 关 系 为 溶 度 积 规 则 (solubility product principle)。
沉淀溶解平衡
难溶强电解质Mv+Av-饱和溶液中存在如下动态平衡:
Mv Av (s) ƒ vMz (aq) vAz (aq)
理解: ②达到沉淀溶解平衡,沉淀溶解速率与沉淀 的形成的速率相等,溶质离子浓度保持不变
③平衡状态下的溶液为饱和溶液
沉淀溶解平衡
难溶强电解质Mv+Av-饱和溶液中存在如下动态平衡:
可知:
溶度积规则
J
Ksp Ksp
溶液未饱和,固体继续溶解 溶液饱和,达沉淀溶解平衡
Ksp
溶液过饱和,析出沉淀
一、溶度积规则
J Ksp
沉 淀
J Ksp
溶 解
J Ksp
溶度积规则示意图 A salt precipitates if Qsp is greater than or equal to Ksp.
Mv Av (s) ƒ vMz (aq) vAz (aq)
理解:
④沉淀溶解平衡是在一定条件下建立起来的, 当条件改变,会建立新的平衡
第一节 难溶强电解质的标准溶度积常数
• 一、难溶强电解质的标准溶度积常数
• 二、难溶强电解质的标准溶度积常数


难溶强电解质的溶解度的关系

难溶强电解质的沉淀溶解平衡

难溶强电解质的沉淀溶解平衡

一、溶度积规则 二、沉淀的生成 三、沉淀的溶解 四、同离子效应和盐效应
一、溶度积规则 (Rule of solubility product )
对于沉淀-溶解反应:
其反应商为:
J cM

z
c A
v z
v
沉淀-溶解反应的摩尔吉布斯自由能变为:
r Gm RT ln K sp RT ln J
1
1.3 105 mol L1
AgCl为1-1型难溶电解质,其标准溶度积常数为:
K sp AgCl ceq Ag + ceq Cl s 1.3 10
5 2



2

1.7 10 10
例6-3 已知 298.15K 时,Ag2CrO4 的标准溶度积常数 为 1.1×10-12,计算该温度下 Ag2CrO4 的溶解度。 解: Ag2CrO4 为 2-1 型难溶电解质,其溶解度为:
淀溶解的方向移动。
CuS 沉淀溶于硝酸溶液的反应式为: 3CuS(s)+8HNO3(aq)=3Cu(NO3)2(aq)+3S(s)+2NO(g)+4H2O(l)
(三) 生成配离子
在含有难溶强电解质沉淀的饱和溶液中加入某
种电解质,与难溶强电解质的阳离子或阴离子生成
配离子,使难溶强电解质的阳离子浓度或阴离子浓
现象也称为盐效应。这是由于加入易溶强电解质后,
溶液中阴、阳离子的浓度增大,难溶强电解质的阴、 阳离子受到了较强的牵制作用,降低了它们的有效浓 度,使沉淀反应速率减慢,难溶强电解质的溶解速率 暂时大于沉淀速率,平衡向沉淀溶解的方向移动。
不但加入与难溶强电解质没有相同离子的易溶

难溶电解质的沉淀溶解

难溶电解质的沉淀溶解

金属硫化物的Ksp值相差很大,故其溶解情况大不相同。像ZnS、PbS、FeS等Ksp值较大的金属硫化物都能溶于盐酸。而像HgS、CuS等Ksp值太小,加入盐酸并不能使S2-的浓度降到使金属硫化物溶解的程度。在这种情况下,只能通过加入氧化剂,使S2-离子发生氧化还原反应而降低其浓度的方法以达到溶解的目的。例如CuS(Ksp=1.27×10-36)可溶于HNO3,沉淀溶解平衡移动过程为
多相离子平衡在医学中的应用
一、钡餐 由于X-射线不能透过钡原子,因此临床上可用钡盐作X光造影剂,诊断肠胃道疾病。然而Ba2+对人体有毒害,所以可溶性钡盐如BaCl2、Ba(NO3)2等不能用作造影剂。BaCO3虽然难溶于水,但可溶解在胃酸中。在钡盐中能够作为诊断肠胃道疾病的X光造影剂就只有硫酸钡。 硫酸钡的制备是以BaCl2和Na2SO4为原料,在适当的稀氯化钡热溶液中,缓慢加入硫酸钠,发生下列反应:
这里采用了简便方法,应该是标准溶度积常数Ksp,单位为一。
Ca3 (PO4)2 (s) 3 Ca2+ (aq) + 2 PO43- (aq)
Ksp=[Ca2+]3[PO43-]2
从上例可以得出,对于AaBb型的难溶强电解质
AaBb (s)
aAn+(aq) + b Bm- (aq)
㈣沉淀的溶解
根据溶度积规则,要使处于沉淀平衡状态的难溶强电解质向着溶解方向转化,就必须降低该难溶强电解质饱和溶液中某一离子的浓度,以使其IP<Ksp。减少离子浓度的方法有:
生成难解离的物质是沉淀溶解
难溶强电解质由于生成了难解离的水、弱酸、弱碱等弱电解质而使难溶强电解质沉淀溶解。
.金属氢氧化物沉淀的溶解
Ksp=[An+]a[Bm-]b

第四章 难溶强电解质的沉淀溶解平衡

第四章  难溶强电解质的沉淀溶解平衡
严格讲,应以活度来表示。但在稀溶液
中,离子强度很小,活度因子趋近于1,故 c = a,通常就可用浓度代替活度。
第二节、溶度积与溶解度的关系
溶度积和溶解度都可表示难溶电解质在水 中的溶解能力的大小,它们之间有内在联系, 在一定条件下,可以直接进行换算。
在换算时应注意:所使用的浓度单位;
例如:设难溶电解AaBb固体在水中的溶解度为 S( mol·L-1),则依据它在水中的沉淀溶解平衡
AaBb(s)
aAn+(aq) + bBm-(aq)
平衡时 (溶解度S)
aS
bS
根据溶度积公式Ksp,AaBb= [An+]a·[Bm-]b得
Ksp,AaBb=(aS)a (bS)b=aabbS(a+b)
故难溶电解AaBb的溶度积Ksp和溶解度S的换
算关系式为
S
a b
Ksp,AaBb aa bb
例4-3 Mg(OH)2在298.15K时的Ksp值为5.61×10-12, 求该温度时Mg(OH)2的溶解度。 解:设Mg(OH)2的溶解度为S,根据其沉淀溶解 平衡可得:
Mg(OH)2(s) 代入溶度积表达式:
Mg2+ + 2OH-
S
2S
Ksp(Mg(OH)2)=[Mg2+][OH-]2=S(2S)2=4S3 由此可得:
(1)适用于离子强度很小,浓度可以代替活 度的溶液。
对于溶解度较大的难溶电解质(如CaSO4、 CaCr04等) ,由于饱和溶液中离子强度较大, 因此用浓度代替活度计算将会产生较大误差, 因而用溶度积计算溶解度也会产生较大的误差。
(2)适用于难溶电解质的离子在水溶液中不 发生水解等副反应或者副反应程度很小的物质

第七章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡

第七章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡
沉淀平衡
MA(水)
以分子形式溶解
M+ + A进一步解离
溶度积 K SP

0 K SP [ M ] [ A ] M A
M A 1 K SP [ M ] [ A ]
S S 0 [M ] S 0 [ A ]
S0固有溶解度
1)A2B型 或 AB2型
A2 B ( S ) 2 A (aq) B (aq) 初始 平衡时 K sp 4 s 0 2s 0 s
K [ceq ( A )]2 ceq ( B ) (2s) 2 s 4s 3 sp s= 3
已知 298K 时
Ag 2 CrO 4溶解度2.1103 g /100gH 2O求K sp
假设一定温度(298K)下某物质AmBn 的 溶解度为 S ( mol· -1) L
AmBn(s)
平衡时
mAn+ +nBmmS nS
Kθsp,AmBn= [An+]m· m-]n [B 将数值代入上式 Kөsp,AmBn=(mS)m (nS)n=mmnnS(m+n) Kspθ 与溶解度S 的关系如下:
S
比较以上计算结果
沉淀类型 AB AB AB2 A2B A3B2 电解质 AgCl AgBr PbI2 Ag2CrO4 Ca3(PO4)2 溶解度 (mol· -1 ) L 1.33×10-5 7.29×10-7 1.21×10-3 6.54×10-5 7.0×10-7 Kspθ 1.77×10-10 5.35×10-13 7.1×10-9 1.12×10-12 2.0×10-29
HgCl2、 Hg2Cl2、Hg2I2等共价性较强的化合物,溶 液中还存在溶解了的分子与水合离子之间的解离平衡, 用上述方法换算也会产生较大误差。

第4章 难溶强电解质

第4章 难溶强电解质

(2)在0.10 mol· L-1 Na2CrO4溶液中的溶解度 在有 CrO42- 离子存在的溶液中,沉淀溶解达到平衡时 , 设Ag2CrO4的溶解度为S,则
Ag2CrO4(S) 2Ag+ + CrO42-
平衡时
0.10+S ≈0.10 Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO42-]=(2S)2(0.10)=0.40S2
第四节 沉淀平衡移动
一、沉淀的生成
根据溶度积规则,当 IP >Ksp ,就会有 沉淀生成。
例 4 判断下列条件下是否有沉淀生成(均忽 略体积的变化):
(1)将0.020mol· L-1CaCl2溶液10mL与等体积 同浓度的Na2C2O4溶液相混合; (2)在1.0mol· L-1 CaCl2溶液中通入CO2气体 至饱和。
解: (1) 溶液等体积混合后, [Ca2+] =0.010mol· L-1, [C2O42-]=0.010mol· L-1 ,
此时, IP (CaC2O4)=[Ca2+][C2O42-] =(1.0×10-2)×(1.0×10-2)=1.0×10-4 所以
IP > Ksp (CaC2O4)=2.32×10-9
(二)沉淀的转化 将一种难溶化合物转化为另一种难 溶化合物,这种过程称为沉淀的转化。
CaSO4(s)+Na2CO3 CaCO3(s)+Na2SO4
三、同离子效应和盐效应
因为加入含有共同离子的强 电解质,使难溶电解质的溶解度降 低的效应叫同离子效应 (common ion effect) 。 例如:钡餐
例2
Ag2CrO4在298.15K时溶解度为6.54×10-5mol· L-1, 计算其溶度积。

大学化学之难溶性强电解质的沉淀-溶解平衡

大学化学之难溶性强电解质的沉淀-溶解平衡

0
0.01
=
Ksp,SnS K1 ·K2
=
1.010–25 1.310–77.110–15
= 1.810–4
[H+]o–0.02 =
[H2S][Sn2+] = K
[H+] = [H+]o= 0.98(mol·dm–3)
2021/10/19
0.010.01 = 0.96
1.0810–4
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3.3 分步沉淀
Mg(OH)2
Mg2+ + 2OH–
Ksp,Mg(OH)2 = [Mg2+][OH–]2
用类似的方法求出产生Mg(OH)2沉淀时的[OH–] [OH–] = 1.310–5(mol·dm–3)
Ksp,Fe(OH)3 = [Fe3+][OH–]3
Fe3+完全沉淀时的[OH–]可由下式求得
[OH–] =
3 Ksp,Fe(OH)3 [Fe3+]
3 =
4.010–38 1.010–5
2021/10/19
= 1.510–11(mol·dm–3)
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这时的pOH = 10.8, pH = 3.2
解:
Ag2CrO4
2Ag+ + CrO42–
查表得Ag2CrO4的 溶度积常数 Ksp = 2.010–12
Ksp = [Ag+]2[CrO42–]
2021/10/19
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[Ag+] =
Ksp = [CrO42–]
2.010–12 1.010–3
= 4.510–5(mol·dm–3)
• 当[Ag+] = 4.510–5mol·dm–3时, 开始有Ag2CrO4沉淀 生成。

沉淀溶解平衡

沉淀溶解平衡

开始沉淀时所需[OH Fe2+开始沉淀时所需[OH-]为: ]/[ [OH-]2= Ksp[Fe(OH)2]/[Fe2+] 1.64× = 1.64×10-14mol3/L3÷0.05mol/L 5.7× [OH-]=5.7×10-7mol/L pH=14-pOH=14-6.2= pH=14-pOH=14-6.2=7.8 因此,溶液的pH控制在3.7 7.8之间 pH控制在3.7~ 之间, 因此,溶液的pH控制在3.7~7.8之间,可使 沉淀完全, 不沉淀. Fe3+沉淀完全Fe 8.某溶液中含Fe3+和Fe2+,它们的浓度都是 某溶液中含 mol/L.如果要求Fe 沉淀完全而Fe 0.050 mol/L.如果要求Fe3+沉淀完全而Fe2+ 不生成Fe(OH) 需控制pH为何值? pH为何值 不生成Fe(OH)2,需控制pH为何值? 已知: 1.1× 已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.1×10-26mol4/L4, 1.64× Ksp[Fe(OH)2]=1.64×10-14mol3/L3. 解析: 沉淀完全时, 1.0× 解析:设Fe3+沉淀完全时,[Fe3+]=1.0×105mol/L,则Fe3+完全沉淀时所需要[OH-]为: mol/L, 完全沉淀时所需要[OH ]/[ [OH-]3= Ksp[Fe(OH)3]/[Fe3+] 1.1× 1.0× = 1.1×10-26mol4/L4÷1.0×10-5mol/L 4.8× [OH-]=4.8×10-11mol/L pH=14-pOH=14-10.3= pH=14-pOH=14-10.3=3.7
(3)Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力
①难溶电解质的溶解度值的大小可直接判断溶解能 力的强弱.溶解度的值越大, 力的强弱.溶解度的值越大,表示其在水中的溶解 能力就越强. 能力就越强. ②难溶电解质的溶度积数值的大小不一定能表示其 溶解能力的强弱. 溶解能力的强弱. a.相同类型的难溶电解质 相同类型的难溶电解质, a.相同类型的难溶电解质, Ksp越大表示难溶电解 质溶解能力就越强. 质溶解能力就越强. b.不同类型的难溶电解质 不能由K 不同类型的难溶电解质, b.不同类型的难溶电解质,不能由Ksp的大小直接判 断溶解能力的强弱.可通过K 断溶解能力的强弱.可通过Ksp计算出相应的溶质离 子的浓度,由离子浓度的大小判断溶解能力的强弱. 子的浓度,由离子浓度的大小判断溶解能力的强弱. 离子浓度越大,表示其在水中的溶解能力就越强. 离子浓度越大,表示其在水中的溶解能力就越强.

第4章 难溶强电解质

第4章 难溶强电解质

2Ag+(aq) + CrO42-(aq)
2S
S
代入溶度积表达式得:
Ksp(Ag2CrO4) = [Ag+]2 [CrO42-]=(2S)2(S)=4S3 = 4×(6.54×10-5)3 = 1.12×10-12
例3
Mg(OH)2在298.15K时的Ksp值为5.61×10-12, 求该温度时Mg(OH)2的溶解度。
第三节 溶度积规则
离子积 IP(ionic product):表示在任意条件 下(包括不饱和溶液)离子浓度幂的乘积。
IP和Ksp的表达形式类似,但是其含义不同。
Ksp表示难溶电解质的饱和溶液中离子浓 度幂的乘积,仅是IP的一个特例。
在任意条件下,对于某一溶液,IP和Ksp 间的关系有以下三种可能:
严格讲,应以活度来表示。但在稀溶液 中,离子强度很小,活度因子趋近于1,故 c = a,通常就可用浓度代替活度。
第二节 溶度积与溶解度的关系
溶度积和溶解度都可表示难溶电解质 在水中的溶解能力的大小,它们之间有内 在联系,在一定条件下,可以直接进行换 算。
在换算时应注意:所使用的浓度单位
例1 AgCl在298.15K时的溶解度为1.91×10-3g·L-1,
由于[AgCl(s)] 是常数,可并入常数项
得 Ksp= [Ag+][Cl-]
Ksp叫做溶度积常数,简称为溶度积。
对于AaBb型的难溶电解质
AaBb(s)
aAn+ +bBm-
Ksp= [An+ ]a·[Bm- ]b
溶度积常数:在一定温度下,难溶电解质饱 和溶液有关离子浓度幂的乘积为一常数,此常 数称为溶度积常数。
Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=S2 =(1.33×10-5)2 =1.77×10-10

难溶电解质的沉淀溶解平衡

难溶电解质的沉淀溶解平衡

第4讲 难溶电解质的沉淀溶解平衡[考纲要求] 1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。

2.了解溶度积的含义。

考点一 沉淀溶解平衡及应用1.沉淀溶解平衡(1)沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和生成沉淀速率相等的状态。

(2)溶解平衡的建立固体溶质溶液中的溶质 溶解沉淀①v 溶解>v 沉淀,固体溶解②v 溶解=v 沉淀,溶解平衡③v 溶解<v 沉淀,析出晶体(3)溶解平衡的特点(4)影响沉淀溶解平衡的因素①内因难溶电解质本身的性质,这是决定因素。

②外因以AgCl(s) Ag +(aq)+Cl -(aq) ΔH >0为例外界条件移动方向平衡后c (Ag +)平衡后c (Cl -)K sp 升高温度正向增大增大增大加水稀释正向减小减小不变加入少量AgNO3逆向增大减小不变通入HCl逆向减小增大不变通入H2S正向减小增大不变(5)电解质在水中的溶解度20 ℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:2.沉淀溶解平衡的应用(1)沉淀的生成①调节pH法如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至7~8,离子方程式为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH。

+4②沉淀剂法如用H2S沉淀Cu2+,离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+。

(2)沉淀的溶解①酸溶解法如CaCO3溶于盐酸,离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。

②盐溶液溶解法如Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液,离子方程式为Mg(OH)2+2NH===Mg2++2NH3·H2O。

+4③氧化还原溶解法如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于稀HNO3。

④配位溶解法如AgCl溶于氨水,离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。

(3)沉淀的转化①实质:沉淀溶解平衡的移动(沉淀的溶解度差别越大,越容易转化)。

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难溶强电解质的沉淀溶解平衡
目的与要求:
1、掌握难溶强电解质的沉淀溶解平衡及溶度积。

2、掌握溶度积与溶解度的关系。

3、熟悉溶度积规则,学会应用溶度积规则来判断沉淀的生成和溶解。

重点:难溶强电解质的沉淀溶解平衡及溶度积规则 难点:1、溶度积与离子积的区别与联系
2、应用溶度积规则来判断沉淀的生成和溶解
基本内容:
一、溶度积和溶度积规则
Question :在含有AgCl 固体的溶液中,是否存在Ag +和Cl -
离子??
Solution :AgCl (s )
Ag +(aq )+Cl -(aq )
[AgCl]
]
Cl ][Ag [-+=
K K sp = [Ag +][Cl -]
1、溶度积常数(solubility product constant ,K sp ) 任意A a B b 型难溶电解质: A a B b (s )
a A n+(aq )+bB m-(aq )
K sp = [A n+]a [ B m-]b
Exercises :写出Fe(OH)3、Ag 2CrO 4的K sp 表达式
Questions :n 298K 时,AgCl 的溶解度s = 1.33×10-5mol ·L -1,其溶度积K sp =?
o 298K 时,AgBr 的溶解度s = 7.33×10-7mol ·L -1,其溶度积K sp =? p 298K 时,Ag 2CrO 4的溶解度s = 6.54×10-5mol ·L -1,其溶度积K sp =?
结论:) 同类型的难溶电解质,溶度积K sp 愈大,溶解度s 也愈大
) 不同类型的难溶电解质,不能直接根据溶度积K sp 来比较其溶解度s
的大小
2、溶度积K sp 与溶解度s 的相互换算关系:
推导: AB 、AB 2(or A 2B )、AB 3型难溶电解质的溶度积K sp 与溶解度s 的关系
结论:
3、离子积(ion product,I p)I p = c(A n+)a ·c ( B m-)b Example:AgCl溶液的离子积表达式:I p = c(Ag+)·c(Cl-)
Ag2CrO4溶液的离子积表达式:I p = c(Ag+)2·c(CrO42-) Question:离子积I p与溶度积K sp有何区别??
Solution:
K sp I p
表达式
K sp = [A n+]a [ B m-]b
平衡态时,离子平衡浓
度幂次方的乘积
I p = c(A n+)a·c ( B m-)b
任意状态下,离子浓度
幂次方的乘积
T一定时,同一难
溶电解质
常数数值不恒定
结论:K sp是I p在平衡状态时的特例
Question:引入离子积I p的意义何在??
4、溶度积规则
)I p=K sp溶液为饱和溶液,处于沉淀-溶解动态平衡,既无沉淀析出,又无沉淀溶解;
)I p<K sp 溶液处于不饱和状态,溶液中无沉淀析出。

若继续加入难溶电解质,难溶电解质将不断溶解直至溶液饱和;
)I p>K sp 溶液处于过饱和状态,沉淀将从溶液中析出直至溶液饱和。

Question:如何判断沉淀的生成和溶解??
Solution:溶度积规则
二、沉淀平衡的移动
1、沉淀的生成
条件:I p>K sp
)加入沉淀剂
Example:P46 例3-17
)同离子效应
)盐效应
)分级沉淀(fractional precipitate):先达到I p>K sp状态的物质先沉淀2、沉淀的溶解
条件:I p<K sp
)生成弱电解质
Example:Mg(OH)2Mg2+ + 2OH-
+
2H+(2NH4+)
2H2O(2NH3·H2O)
)生成微溶的气体逸出
Example:CaCO3Ca2+ + CO32-
+
H+
HCO3- +H+H2CO3CO2↑+ H2O )发生氧化还原反应
Example:PbS Pb2-2-
S↓+ NO↑
)生成配离子
Example:AgCl Cl- + Ag+
+
2NH3
[Ag(NH3)2]+。

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