第章溶液中的电子酸碱平衡课件教程教案

时，认为离子沉淀完全。
实验：
1.0103 mol L1 I
逐滴加入
谁先析出？
1.0103 mol L1 Cl
1.0103mol L1 AgNO3
已知： Ksp(AgCl) =1.81010 Ksp(AgI) =8.31017
AgI (s) 先析出，AgCl (s)后析出。
(1). 析出时所需要的[Ag+]
解： c0 Mg2+ =0.25molL-1
c0NH3=0.050molL-1
( 1 ) N H 3 H 2 O ƒ N H 4 O H -
c ( O H - )= 0 .0 5 0 K b ,N H 3= 9 .5 1 0 4 m o lL - 1
Q =c o(M g 2 )c2(O H )=0 .2 5 (9 .5 1 0 4)2 =2 .3 1 0 7>K sp= 1 .8 1 0 1 1
酸即是电子对接受体 碱即是电子对给予体
2.电子酸碱反应的实质：
电子酸碱反应的实质是配位键的形 成、生H成＋ 酸碱配合物的过程。
配位键
酸碱电子理论优、缺点
优点： 广义的酸碱理论，能说明不含质子的物质的酸碱性。
缺点： 对酸碱认识过于笼统，不易确定酸碱的相对强度。
10.2 沉淀溶解平衡
1 沉淀溶解平衡的建立 2 影响沉淀溶解平衡的因素 3 分步沉淀 4 沉淀的转化
原理：
若溶液中有几种离子都可以和某种沉淀剂反应， 通过控制沉淀条件，仅仅使混合物中的某一种或几 种离子的浓度的乘积超过溶度积，形成沉淀，而其 它离子不形成沉淀，从而达到分步沉淀的目的。
Note： 1). 先达到溶度积者先沉淀(所需要沉淀剂浓度最
小的离子先沉淀)。 2). 一般当溶液中某离子浓度≤ 1.0×10–5 mol·L-1
②盐效应 (salt effect)
在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质 而使难溶电解质的溶解度增大的作用。
AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25℃ )(mol•L－1)
KNO3
0.0000
AgCl(10－5) 1.278
0.0010 1.325
0.0050 1.385
0.0100 1.427
Note： 同离子效应一般比盐效应大得多。
例题： 求 25℃时， Ag2CrO4在 0.010
mol·L-1
K2CrO4溶液中K 的sp(溶A g2 解C rO 度4)。=1.1 10 12
解： A g 2 C r O 4 ( s ) 2 A g ( a q ) C r O 4 2 ( a q )
初始浓度 (mol L1)
0
0.010
[Ag＋]I
=
Ksp(AgI)=
[I]
8.31017 1103
[A g ＋ ]= 8 .3 1 0 1 4m o lL 1
[Ag＋]Cl
* 不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其 溶解度的相对大小。如：
K sp (AgCl) > K sp (Ag2CrO4 )
s (AgCl) < s (Ag2CrO4 )
④溶度积规则
离子积：难溶电解质溶液中，离子浓度系数次方的乘积。
A n B m ( s )
n A m ( a q ) m B n － ( a q )
Ag2CrO4 = 2 Ag CrO42 Q = [ Ag ]2 [CrO42 ] = (2 103 )2 (2 103 ) = 8 109
> Ksp有沉淀生成！
2.影响沉淀溶解平衡的因素：
①同离子效应 (common ion effect)
在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子 的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低。
分子式 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4
溶度积Kspθ 1.8×10-10 5.0×10-13 8.3×10-17 1.1×10-12
溶解度/(molL-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 K sp 大的 s 也大。
1.沉淀溶解平衡的建立
①溶解度
在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量 的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度，通常 以符号 s 表示。
对水溶液来说，通常以饱和溶液中每100g 水所含溶质质量来表示，即以：g /100g水表示。
25 ºC , 100克水中可溶解 （g） ZnCl2 432 ； PbCl2 0.99；HgS 1.47x10-25
解： Ag2CrO4 (s) 2Ag (aq) CrO42 (aq)
平衡浓度/(molL-1)
2x
x
K sp (Ag2CrO4 ) = {c(Ag )}2{c(CrO24 )}
1.1×1012 = 4x3, x = 6.5×105 molL-1
M(Ag2CrO4 ) = 331.7 s = 6.5×105×331.7 g L1 = 2.2×102 g L1
离 子 积 常 数 Q = { c ( A m ) } n { c ( B n ) } m
溶度积规则：
相当于化学平衡 中的浓度商Q
Q > Ksp， 逆向移动，沉淀析出 Q = Ksp， 平衡，饱和溶液 Q < Ksp， 正向移动，无沉淀析出/沉淀溶解
在难溶电解质的溶液中，如果Qi > K sp ，就会有
第10章 溶液中的电子酸碱平衡 10.1电子酸碱理论 10.2沉淀溶解平衡 10.3配位平衡
10.1 电子酸碱理论
1 电子酸碱的定义 2 电子酸碱反应的实质
1.电子酸碱的定义：
Lewis酸：能接受电子对 的分子、离子或原子团。 如 Fe, Fe3+, Ag+, BF3
Lewis碱：能给出电子对的分子、离子或原子团。 如:X-, :NH3, :CO, H2O:
③ Kspθ与溶解度
溶度积和溶解度的相互换算：
在有关溶度积的计算中，离子浓度必须是物质的 量浓度，其单位为mol·L-1，而溶解度的单位往往是g /100g水。因此，计算时有时要先将难溶电解质的溶解 度 s 的单位换算为mol·L-1。溶解度可用“饱和溶液的 浓度”表示。
设难溶电解质AnBm的溶解度为S mol•L-1
M ( O H ) n ( s ) ƒ n O H - ( a q ) M n ( a q )
H＋
mL
H2O
MLm
在0.20L的 0.50mol·L-1 MgCl2溶液中加入等体积 例题 的 0.10mol·L-1的氨水溶液，问有无Mg(OH)2沉淀
生成？为了不使 Mg(OH)2沉淀析出，至少应加入 多少克NH4Cl(s)？ (设加入NH4Cl(s)后体积不变)
所以有Mg(OH)2沉淀生成。 （2）若无Mg(OH)2沉淀生成，则 QKsp,Mg(OH)2
即 ： c 0 ( M g 2 + ) c 2 ( O H - ) 1 . 8 1 0 1 1 c(O H -)5 .2 1 0 1 2=4 .5 1 0 6m o lL -1
0 .2 5
N H 3 ( a q ) H 2 O ( l) N H 4 ( a q ) O H - ( a q )
沉淀生成。这是沉淀生成的必要条件。
例题：等体积的0.2M的Pb(NO3)2和KI水溶液混合是否会产 生PbI2沉淀？已知Ksp(PbI2)=1.4×10-8 解：PbI2 (s) = Pb2+ (aq) + 2I-(aq)
c(Pb2+)=c(I-)=0.1molL-1 Qi=c(Pb2+) × c2(I-)
A n B m ( s )
n A m ( a q ) m B n － ( a q )
平衡 浓度
mol L-1
nS
mS
Ksp =[nS]n[mS]m
AB型，S = Ksp
A2B，AB2型，S
=3
Ksp 4
例题：25oC，AgCl的溶解度为1.92×10-3 g·L-1，求同 温度下AgCl的溶度积。
y2
y=0 .1 9 c(N H 4 )=0 .1 9 m o lL 1
m (N H 4C l)=(0 .1 90 .4 05 3 .5 )g=4 .1 g
④影响沉淀溶解度其 它因素
ห้องสมุดไป่ตู้➢ 温度：溶解多为吸热过程，T↑， s↑。 ➢ 溶剂：相似者相溶，加入有机溶剂，s↓ ➢ 沉淀颗粒大小： 同种沉淀，颗粒越小，溶解度越大。
=0.1 × (0.1)2 =1 × 10-3 >> Ksp ∴会产生沉淀
例题：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：
[ A g ]= [ C r O 4 2 ]= 2 1 0 3 m o l L 1
对于一个一般的难溶电解质AnBm：
A n B m ( s )
n A m ( a q ) m B n － ( a q )
Ksp =[Am]n[Bn]m
溶度积常数的意义：一定温度下，难溶电解质 饱和溶液中离子浓度（严格说应为活度）的系数次 方之积为一常数。它反映了难溶电解质的溶解能力。 （Ksp是难溶盐的重要热力学性质。）
平衡浓度 /mol·L-1
0.050-4.710-6
c0+4.710-6
0.05
4.74106co
c0
=1.8105
0.050
[N H 4 ]=0.19m olL 1
4.710-6
m ( N H 4 C l ) = ( 0 . 1 9 0 . 4 0 5 3 . 5 ) g = 4 . 1 g
此题也可以用双平衡求解：
易溶物： > 1 克 微溶物： 0.01~1 克 难溶物： < 0.01 克
注意：绝对不溶的物质是不存在的
②溶度积K sp
在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中 时，就发生溶解和沉淀两个过程。
溶解与沉淀过程
在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便 建立了一种动态的多相离子平衡：
B4 a (s S 溶沉解淀)O B 2 (a a S q 2 4 ( O )) aq
平衡浓度 (mol L1)
2x
0.010+x
(2 x )2(0 .0 1 x )0 = K sp = 1 .1 1 1 0 2 x 很 小 0 .0 1 0 x 0 .0 1 0
x= S = 5 .2 1 0 6 m o l L -1 纯水中， S= 6 .5 1 0 5m o lL -1
Mg(OH)2 (s) + 2NH4+ (aq)
平衡浓度
y
Mg2+ (aq)+ 2NH3(aq) +2H2O(l)
0.25
0.050
K=[Mg[2NH ][N 4H ] 3]2
[OH]2 [OH]2
=Ksp(Mg(OH)2) Kb(NH3)2
=1.561012 (1.8105)2
=0.018
0 .2 5(0 .0 5 0 )2 =0 .0 1 8
解：已知M(AgCl)=143.3 s=1.92×10-3/143.3=1.34×10-3molL-1
AgCl(s) Ag (aq) Cl (aq)
平衡浓度/(molL-1)
s
s
K sp (AgCl) = {c(Ag )}{c(Cl )} = S 2 = 1.80×1010
例题：25oC，已知K sp (Ag2CrO4)=1.1×10-12，求同 温下s(Ag2CrO4)/g·L-1。
③酸效应 (acid effect)
难溶强电解质的阴阳离子可能与H+或OH-发 生反应，导致Q发生变化，因此影响难溶电解质 的溶解度。
平衡移动的方向
Example
B a C O 3 ( s ) ƒ C O 3 2 - a q B a 2 + a q
H＋
C O 3 2 - 2 H H 2 O C O 2
(“陈化”有利于沉淀的过滤和洗涤) ➢ 胶体溶液的形成：胶体微粒直径很小，可通过加入电解质和
加热使胶体微粒全部凝聚 。 ➢ 沉淀晶型：亚稳态晶型，溶解度较大；放置一段时间，稳定
晶型，溶解度降低。
-CoS Ksp = 5×10-22；-CoS Ksp = 3×10-26
3.分步沉淀(fractional precipitate)
这一平衡我们称为沉淀溶解平衡，此时的溶液 称饱和溶液。根据平衡时服从化学平衡定律：
K sp (BaSO4 ) = [c(Ba2 )/c ][c(SO24 )/c ]
可简写为：K sp (BaSO4 ) = {c(Ba2 )}{c(SO24 )}
K sp ：难溶电解质的沉淀溶解平衡常数，称为溶
度积常数，简称溶度积，简写为Ksp。