第十章 沉淀溶解平衡
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AgCl在KNO3中的溶解度比在纯水中的溶解度 大,而且KNO3的浓度越大,溶解度也越大。 AgCl(s) KNO3(s) Ag+(aq) + Cl–(aq) K+(aq) + NO3-(aq)
加入适当过量的相同易溶强电解质,同 离子效应起主导作用,溶解度减小;
加入大量过量的相同易溶强电解质,同离
电 解 质 难 溶 电 类型 解质 AB A2B AgCl Ag2CrO4
Mg(OH)2
溶解度 mol/L
1.33×10-5
溶度积
1.77×10-10
6.54×10-5
1.12×10-12
AB2
1.12×10-4
5.61×10-12
说明: ①对于同类型的难溶电解质,溶解度越大, 溶度积也越大。 ②对于不同类型的难溶电解质,不能直接根 据溶度积来比较溶解度的大小。
AaBb型的难溶电解质的溶度积常数表达式:
AaBb(s) aA n++ bB m-
Ksp=[An+]a [Bm-]b
一些难溶电解质的Ksp列于附录中。
2、 溶度积和溶解度之间的换算 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 件下可直接进行换算。 溶解度:一定温度下饱和溶液的浓度,以s表示。 对于溶质MaXb,溶解度为s(mol/L), 则:[Mm+]=as [Xn-]=bs 则:Ksp=(as)a(bs)b=aabbs(a+b)
例: AgCl在 298.15K时的溶解度为 1.33 × 10 -5mol/L,求 其溶度积。 例:Ag2CrO4在298.15K时的溶解度为6.54×10-5mol/L, 求其溶度积。 例: Mg(OH)2在298.15K时的溶度积为5.61×10-12mol/L, 求其溶解度。
Ksp=(as)a(bs)b=aabbs(a+b)
子效应不起主导作用,反而会因盐效应, 使沉淀的溶解度增大; 在难溶电解质溶液中加入不相同离子,也
会使沉淀的溶解度因盐效应而增大。
结论 难溶电解质溶液 易溶强电解质
(盐 酸 碱)
+
产生效应 加入不同名离子 加入同名离子
产生盐效应
适当过量时, 同离子效应起 主导作用
大量过量时, 盐效应起主导 作用
不同类型难溶电解质是指化学 式中阴阳离子数之比不同的化 合物:AB~A2B~AB2
3、溶度积规则 AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)
m n n m
KSP [ A ] [ B ]
J cAm cBn
n m
J:难溶电解质溶液中,离子浓度以计量系数为幂 的连乘积,简称离子积。
2、同离子效应 例:分别计算Ag2CrO4(1)在纯水中的溶解度; (2)在0.10mol/L的AgNO3溶液中的溶解度; (3)在0.10mol/L的Na2CrO4溶液中的溶解度。 已知KSP(Ag2CrO4)=1.12×10-12 Ksp=(as)a(bs)b=aabbs(a+b)
沉淀溶解平衡中的同离子效应: 因加入含有共同离子的强电解质,而使难溶电 解质的溶解度降低的效应称为沉淀平衡中的同 离子效应。 ①根据同离子效应,要使某种离子沉淀完全可 加适当过量的沉淀剂。比如要使Ag+沉淀完全 可加适当过量的沉淀剂Cl-。 ②选择洗涤剂时,最好选含有相同离子的洗涤 剂。比如BaSO4,可选择稀H2SO4做洗涤剂。
第十章
沉淀溶解平衡
一、溶度积和溶度积规则 1、溶度积常数
难溶物质(比如AgCl)溶于水时,部分发生溶解并 解离。
溶解
AgCl(Байду номын сангаас)
结晶
Ag+(aq) + Cl-(aq)
当结晶(沉淀)和溶解的速率相等时,反应达到 平衡。
平衡常数的表达式: Ksp=[Ag+][Cl-]
Ksp称为溶度积常数,简称溶度积,它反映了电解 质在水溶液中的溶解能力。
二、沉淀平衡的移动
1、沉淀的生成 根据溶度积规则,当溶液中的J > Ksp,就会生成 沉淀。
例、判断下列条件下是否有沉淀生成(微小体积变化忽略) (1)将0.020mol/LCaCl2溶液10mL与等体积同浓度Na2C2O4 溶液相混合;(2)在1.0mol/LCaCl2溶液中通入CO2气体至 饱和。 已知:Ksp(CaC2O4)=2.32×10-9,Ksp(CaCO3)=3.36×10-9, Ka1(H2CO3)=4.3×10-7 ,Ka2(H2CO3)=4.68×10-11。
• 0 ~ 0.04mol· L-1,S 减小,同离子效应起主导作用; • 0.04mol· L-1 ,S最小, 同离子效应最大; • 大于0.04mol· L-1,S 增大,同离子效应不起主导作用。
AgCl在含有不同离子的KNO3溶液中的溶解度(298K)
c(KN03)/(mol· L-1) S(AgCl)/10-3 (mol· L-1) 0.00 1.278 0.00100 0.00500 0.0100 1.325 1.385 1.427
补充说明:沉淀溶解平衡中的盐效应
PbSO4在含相同离子的Na2SO4溶液中的溶解度(25℃)
c(Na2SO4)/(mol· L-1) S(PbSO4)/(mol· L-1)
0 0.001 0.01 0.02 0.04 0.10 0.20
0.15
0.024 0.016 0.014 0.013 0.016 0.023
离子积与溶度积的表达式相同,但含义不同。
Ksp表示难溶电解质处于沉淀溶解平衡时饱和溶
液中离子浓度以计量系数为幂的连乘积。在一定 温度下,某难溶电解质溶液的Ksp为一常数。 J表示任意条件下离子浓度以计量系数为幂的连 乘积。
溶度积规则: 当J = Ksp表示溶液是饱和的,溶液中沉淀和 溶解达到动态平衡。既无沉淀析出又无沉淀溶 解。 当J < Ksp 表示溶液是不饱和的,溶液无沉淀 析出,若加入难溶电解质,则会继续溶解。 当J > Ksp表示溶液为过饱和,溶液会有沉淀析 出。 溶度积规则可以作为沉淀生成和溶解的依据。
3、沉淀的生成
(1)沉淀的生成 条件:当 J>Ksp 时,有沉淀生成。 (2) 完全沉淀的条件: 溶液中被沉淀离子浓度低于:1.0 ×10-5 mol/L