无机化学第八章 沉淀-溶解平衡

在含I-和Cl-的溶液中，逐滴加入AgNO3： Ag I- AgI (淡黄色，Ksp 8.521017 )
一定量AgNO3后 Ag Cl- AgCl (白色，Ksp 1.771010)
【例2】设溶液中Cl-、CrO42-离子浓度均为0.0010 mol/L。 若逐滴加入AgNO3溶液，哪一种离子先产生沉淀？已知
= (1.12×10-12／0.001)1/2 = 3.3×10-5 mol/L ∴ AgCl先沉淀。
沉淀转化
思考与讨论
沉淀转化现象：由一种沉淀转化成另一种沉淀的过程
他的实质是什么？
AgCl(Ksp=1.8×10-10) AgI(Ksp=8.5×10-17) Ag2S(Ksp=6.3×10-50) 分析沉淀转化的方向
溶度积规则
通过控制离子浓度， 使沉淀生成或溶解
Q ＞ Ksp 过饱和溶液， 将析出沉淀
Q = Ksp 饱和溶液，沉淀 -溶解平衡状态
Q ＜ Ksp 未饱和溶液， 沉淀发生溶解
沉淀的生 成和溶解
石灰石 CaCO3
溶洞的形成
Ca2+ + CO32H2O + CO2
2HCO3-
陕西商洛柞水县柞水溶洞
沉
淀
-
溶 解 平
第 八 章
衡
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难溶电解质 的溶度积
概念： 溶解度
在一定温度下，某固态物质在100g 溶剂中达到饱和状态时所溶解的质 量，叫做这种物质在这种溶剂中的 溶解度。
在水中绝对不溶的物质是不存在的，任何难
溶电解质在水中都会溶解，存在一个 沉淀—溶解的平衡。
0.1g/100g
AgCl溶解平衡的建立
Ksp=1.1×10-10mol2/L2 Ksp=5.1×10-9mol2/L2
SO42-不与胃酸中的H+反应， BaSO4的溶解平衡无影响， c(Ba2+) 在安全范围内
学以致用
分布沉淀
思考：多离 子存在状态 下，谁先沉 淀呢？如何 预判？
分步沉淀：按先后顺序沉淀的现象
思考：是不
是可以用 KSP来判断， 沉淀顺序呢？
Mg(OH)2(s) 平衡移动
Mg2+ + 2OH－
+ 2NH4+ + 2Cl－
2NH4Cl
2NH3·H2O
Mg(OH)2(s) + 2NH4+
Mg2+ + 2NH3 + 2H2O
Fe(OH)2溶于HCl溶液：
Fe(OH) 2 (s) 平衡移动
Fe 2+ + 2OH+ 2H+ + 2Cl-
2HCl
Ksp(AgCl)=1.77×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12
解：若要生成AgCl沉淀，则其浓度为： [Ag+] = [Ksp(AgCl)]／[Cl-]
= 1.77×10-10／0.0010 = 1.8×10-7 mol/L 若要生成Ag2CrO4沉淀，则其浓度为： [Ag+] =（[ Ksp(Ag2CrO4)]／[CrO42-]）1/2
解：假设溶液混合后的体积为50.0mL ，则
第一步 计算离子浓度 [Ca2+] = 0.0010×20.0／(20.0 + 30.0)
= 4.0×10-4 mol/L
[F-] = 0.010×30.0／(20.0+30.0)
= 6.0×10-3 mol/L
Q 第二步计算Q = [Ca2+][F-]2 = (4.0×10-4) ×( 6.0×10-3)2 = 1.4×10-8
Fe(OH)2(s) + 2H+
2H2O
FБайду номын сангаас2+ + 2H2O
2. 生成配合 物使沉淀溶解
AgCl沉淀溶于氨水：
AgCl(s)
Ag+ + Cl-
平衡移动 方 向 + 2NH3
AgCl(s) +2NH3
[Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)2]+ + Cl－
3. 发生氧化还原 反应使沉淀溶解
CuS(Ksp = 1.27×10-36)可溶于HNO3：
BaCO3
Ba2+ + CO32-
+
胃酸 (pH0.9-1.5)中： 2H+
学以致用
H2O + CO2
c(CO32 ) , Q < Ksp
沉淀溶解平衡右移， 体内c(Ba2+) ↑，中毒
检查胃病做钡餐透视时，用BaSO4作为内服造影剂，不用BaCO3?
沉淀溶解平衡：
BaSO4 BaCO3
Ba2+ + SO42Ba2+ + CO32-
CuS
Cu2+ + S2-
HNO3 S + NO
3CuS + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 3S↓+ 2NO↑ + 4H2O
检查胃病做钡餐透视时，用BaSO4作为内服造影剂，不用BaCO3?
沉淀溶解平衡：
BaSO4 BaCO3
Ba2+ + SO42Ba2+ + CO32-
Ksp=1.1×10-10mol2/L2 Ksp=5.1×10-9mol2/L2
山东淄博博山溶洞
条件：Q＞Ksp 方法：加入沉淀剂
步骤
2、计算离子积Q
1、计算混合后与沉 淀有关的离子浓度
3、将Q与Ksp进行
比较， Q＞Ksp
【例1】将20.0mL 0.0010mol/L的CaCl2溶液与30.0mL 0.010 mol/L 的KF溶液混合后，有无CaF2沉淀？已知Ksp(CaF2) =1.5×10-10
溶解 沉淀
水合Ag+ 水合Cl-
当v（溶解）＝ v（沉淀）时，
得到饱和AgCl溶液，建立沉淀-溶解平衡
溶解
AgCl(s)
Ag＋(aq) + Cl-(aq)
沉淀
溶解 AgCl(s) 沉淀 Ag＋(aq) + Cl-(aq)
Ksp [Ag ][Cl ]
概念：溶度积
Ksp只与电解质和温度有关，与离子浓度无关 Ksp反映了难溶电解质的溶解能力和沉淀能力
第三步判断
∵Q＞Ksp
∴有CaF2沉淀析出。
AmBn(s)⇌mAn+(aq) + nBm－(aq) Ksp=[A n+] m [B m－] n
条件：Q < Ksp 方法：
生成弱电解质 生成配合物 发生氧化还原反应
1. 生成弱电解质使沉淀溶解
生成弱酸 生成弱碱 生成弱酸盐 生成水
Mg(OH)2可溶解在NH4Cl溶液中：
Ksp↓，物质在水中溶解↓ ，越容易生成沉淀
AmBn(s)⇌mAn+(aq) + nBm－(aq) Ksp=[A n+] m [B m－] n
Ksp 平衡值 过程值 Q
如何判断一 定条件下难 溶电解质是 否析出或者 溶解？
概念3：离子积（Q，又称反应熵）：某一 条件下，在难溶强电解质溶液中，离子浓度 幂的乘积称为离子积。