沉淀溶解平衡知识点说课材料
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一.固体物质的溶解度
1.溶解度:在一定温度下,某固体物质在100g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。符号:S ,单位:g ,公式:S=(m 溶质/m 溶剂 )×100g
2.不同物质在水中溶解度差别很大,从溶解度角度,可将物质进行如下分类: 溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶 溶解度
>10g
1-10g
0.01-1g
<0.01g
3.解度随温度的升高而减小。 二、沉淀溶解平衡 1.溶解平衡的建立
讲固态物质溶于水中时,一方面,在水分子的作用下,分子或离子脱离固体表面进入水中,这一过程叫溶解过程;另一方面,溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体,这一过程叫结晶过程。当这两个相反过程速率相等时,物质的溶解达到最大限度,形成饱和溶液,达到溶解平衡状态。 2.沉淀溶解平衡
绝对不溶解的物质是不存在的,任何难溶物质的溶解度都不为零。以AgCl 为例:在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,便得到饱和溶液,即建立下列动态平衡:
AgCl(s)
Ag +(aq)+Cl -
(aq)
3.溶解平衡的特征
1)动:动态平衡
2)等:溶解和沉淀速率相等
3)定:达到平衡,溶液中离子浓度保持不变
4)变:当外界条件改变时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。 三.沉淀溶解平衡常数——溶度积
1)定义:在一定温度下,难溶性物质的饱和溶液中,存在沉淀溶解平衡,其平衡常数叫溶度积常数。
2)表达式:以MmAn(s) mMn +(aq)+nAm -(aq)为例: Ksp=[c(Mn+)]m ·[c(Am-)]n
3)意义:反应了物质在水中的溶解能力。对于阴阳离子个数比相同的电解质,Ksp 数值越大,电解质在
水中的溶解能力越强。
4)影响因素:与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。 四.影响沉淀溶解平衡的因素
1)内因:难溶电解质本身的性质
2)外因:①浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动
②温度:多数难溶性电解质溶解于水是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向溶解的方向
移动。
③同离子效应:向沉淀溶解平衡体系中,加入相同的离子,使平衡向沉淀方向移动。
④其他:向体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子,使平衡向溶解方
向移动。
五.溶度积规则
通过比较溶度积Ksp 与溶液中有关离子的离子积Qc 的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉
淀能否生成或溶解。对AgCl 而言,其Qc=c(Ag +)·c(Cl -),该计算式中的离子浓度不一定是平衡浓度,而
Ksp 计算式中的离子浓度一定是平衡浓度。
1)若Qc>Ksp,则溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。 2)若Qc=Ksp,则溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
3)若Qc 六.沉淀的生成和溶解和转化 1.生成:在难溶电解质溶液中,当Qc>Ksp时,就会有沉淀生成,如沉淀溶液中的Cu2+,可以加入的沉淀剂是 Na2S。 2.溶解:用化学方法溶解沉淀的原则是:使沉淀溶解平衡向着溶解的方向移动。常用的方法有酸碱溶解法、 配位溶解法、氧化还原溶解法和沉淀转化溶解法。 当Qc Ⅰ.酸碱溶解法 原理是借助某些可溶性弱电解质(水、弱酸或弱碱),使难溶物的离子浓度降低而溶解。本法适用于溶解氢化物、弱酸或弱碱盐等难溶物质。具体办法是:难溶酸用强碱溶;难溶碱用强酸或较强酸溶;难溶弱酸盐用强酸或较强酸溶解。 注意:用酸溶解含金属离子的难溶物时,所选用酸的酸根与金属离子不反应。 如:使CaCO3沉淀溶解,可以加入盐酸降低 CO32-的浓度,使平衡向溶解的方向移动。 Ⅱ.氧化还原溶解法 原理是通过氧化还原反应使难溶物的离子浓度降低,使平衡向右移动而溶解。此法适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物,如不溶于盐酸的硫化物Ag2S溶于HNO3就是一个例子: 3Ag2S+8HNO3 ===6AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2O Ⅲ.配位溶解法 生成络合物使沉淀溶解法,如溶解AgCl可以加入氨水以生成Ag(NH3)2+而使其溶解。 Ⅳ.沉淀转化溶解法 本法是将难溶物转化为能用上述两种方法之一溶解的沉淀,然后再溶解。例如BaSO4中加入饱和Na2CO3溶液使BaSO4转化为BaCO3,再将BaCO3溶于盐酸。 3.转化:沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动,通常一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,这两种难溶物的溶 解能力差别越大,这种转化的趋势就越大。如:在ZnS的溶解平衡体系中加入CuSO4溶液,可以使其转化为更难溶的CuS沉淀,这说明溶解度ZnS>CuS。转化的方程式可以表示为ZnS(s)+Cu2+(aq)===CuS(s)+Zn2+(aq)。 七.实验探究 沉淀的转化实验 许多在水溶液中的反应,往往有易溶物转化为难溶物或难溶物转化为更难溶物的现象。下表为相同温度下某物质的溶解度。 (1)若在有氯化银固体的水中加入硫化钠溶液,可能观察到的现象是______白色固体消失,同时会生成 黑色固体__________________________。 (2)生成硫酸铵化肥的方法之一是把石膏粉(CaSO4)悬浮于水中,不断通入氨气并通入二氧化碳,充分反 应后立即过滤,滤液经蒸发而得到硫酸铵晶体,写出该反应的化学方程式:CaSO4+CO2+H2O+2NH3===CaCO3↓+(NH4)2SO4_。