沉淀溶解平衡

1、已知牙齒表面有一層堅(jiān)硬的牙釉質(zhì)羥基磷酸鈣已知牙齒表面有一層堅(jiān)硬的牙釉質(zhì)羥基磷酸鈣 Ca5(PO4)3(OH)，它對(duì)牙齒起到保護(hù)作用。使用含，它對(duì)牙齒起到保護(hù)作用。使用含氟牙膏能生成氟牙膏能生成更難溶且耐酸更難溶且耐酸的氟磷酸鈣的氟磷酸鈣Ca5(PO4)3F覆蓋在牙齒表面，抵抗覆蓋在牙齒表面，抵抗+的侵襲的侵襲 。情景情景1： 當(dāng)我們外出旅游，沉醉于秀美的湖當(dāng)我們外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色時(shí)，一定會(huì)驚嘆大自然的鬼斧神光山色時(shí)，一定會(huì)驚嘆大自然的鬼斧神工。工。石灰石石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬(wàn)年的歲月巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬(wàn)年的歲月侵蝕之后，會(huì)形成各種奇形異狀的侵蝕之后，會(huì)形成各種奇形異狀的溶洞溶洞。你知道

2、它是如何形成的嗎你知道它是如何形成的嗎？龍巖龍巖龍硿洞龍硿洞地下地下溶洞溶洞奇觀奇觀龍巖梅花山龍巖梅花山賴源賴源溶洞溶洞探究實(shí)驗(yàn)：探究實(shí)驗(yàn)： （1）將少量的）將少量的PbI2固體加到盛固體加到盛有一定量水的試管中，振蕩，靜有一定量水的試管中，振蕩，靜置一段時(shí)間。置一段時(shí)間。溶解在水中的溶解在水中的Pb2和和 I又又能否結(jié)合生成能否結(jié)合生成PbI2沉淀呢？沉淀呢？ （2）?。┤∩蠈忧逡荷蠈忧逡?2ml，加入，加入試管中，逐滴加入試管中，逐滴加入KI溶液溶液，振蕩，振蕩，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 難溶難溶 微溶微溶 可溶可溶 易溶易溶0.01 1 10 （Sg/100g水）水） 思思 考考現(xiàn)象

3、現(xiàn)象:滴加碘化鉀溶液后滴加碘化鉀溶液后,上層清夜中出現(xiàn)黃色上層清夜中出現(xiàn)黃色沉淀沉淀,說(shuō)明上層清夜中存在鉛離子說(shuō)明上層清夜中存在鉛離子. 一定溫度下，沉淀溶解成離子的速率一定溫度下，沉淀溶解成離子的速率等等于于離離子重新結(jié)合成沉淀的速率，形成子重新結(jié)合成沉淀的速率，形成飽和飽和溶液，固體溶液，固體質(zhì)量和溶液中各離子的濃度保持質(zhì)量和溶液中各離子的濃度保持不變不變的狀態(tài)。的狀態(tài)。例如：例如：AgCl(sAgCl(s) Ag) Ag+ + + Cl + Cl- - 溶解溶解沉淀沉淀1、定義：、定義：PbIPbI2 2 (s)(s) PbPb2 2(aq(aq) )2I2I(aq(aq) ) 溶解溶解

4、沉淀沉淀V V溶溶V V結(jié)結(jié)=0速率速率V0時(shí)間時(shí)間t.V V溶溶V V結(jié)結(jié)t1等等2、特征：、特征：、定定、動(dòng)動(dòng)、變變 3 、影響沉淀溶解平衡的因素：、影響沉淀溶解平衡的因素：內(nèi)因：內(nèi)因：難溶物質(zhì)本身性質(zhì)難溶物質(zhì)本身性質(zhì)主要決定因素主要決定因素CaCO3 Ca2+ + CO32-注：絕對(duì)不溶的電解質(zhì)是沒(méi)有的。注：絕對(duì)不溶的電解質(zhì)是沒(méi)有的。 同是難溶電解質(zhì)，溶度積差別很大。同是難溶電解質(zhì)，溶度積差別很大。 易溶電解質(zhì)做溶質(zhì)時(shí)只要是飽和溶液也易溶電解質(zhì)做溶質(zhì)時(shí)只要是飽和溶液也可存在溶解平衡。可存在溶解平衡。3 、影響沉淀溶解平衡的因素：、影響沉淀溶解平衡的因素： 外因外因：（1 1）濃度）濃度（

5、2 2）溫度）溫度（3 3）同離子效應(yīng)）同離子效應(yīng)加水，平衡向溶解方向移動(dòng)加水，平衡向溶解方向移動(dòng)升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)向平衡體系中加入相同的離子向平衡體系中加入相同的離子使平衡向沉淀方向移動(dòng)使平衡向沉淀方向移動(dòng)（4 4）其他）其他向平衡體系中加入可與體系中某些離向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或氣體時(shí)，平衡正移子反應(yīng)生成更難溶物質(zhì)或氣體時(shí)，平衡正移4 4、溶度積常數(shù)、溶度積常數(shù)( (K Kspsp) )PbI2(s）Pb2+ + 2I-2525時(shí)溶度積：時(shí)溶度積：在一定溫度下，難溶電解質(zhì)在溶液中達(dá)到沉淀溶解在一定溫度下，難溶電解質(zhì)在溶液中

6、達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，平衡時(shí)，離子濃度保持不變。其離子濃度的離子濃度保持不變。其離子濃度的化學(xué)計(jì)化學(xué)計(jì)量數(shù)次方量數(shù)次方的乘積為一個(gè)常數(shù)，稱之為的乘積為一個(gè)常數(shù)，稱之為溶度積常數(shù)溶度積常數(shù), ,簡(jiǎn)稱溶度積，用簡(jiǎn)稱溶度積，用K Kspsp表示。表示。= 7.110-9 mol3 L-3Ksp=PbIIPbK222 Ksp值的大小只與難溶電解質(zhì)本身的值的大小只與難溶電解質(zhì)本身的 性質(zhì)性質(zhì)和和溫度溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)。有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)。 K PbI2= Pb2+ I- 2難溶物難溶物Ksp表達(dá)式表達(dá)式AgClAgBrAgIMg(OH)2Cu(OH)2=Ag+ Cl- =Ag+ Br- =Ag+ I- =

7、Mg2+ OH- 2=Cu2+ OH- 2Ksp值值（25）溶解度（溶解度（g）1.810-10 mol2L-21.810-45.010-13 mol2L-28.410-68.310-17 mol2L-22.110-75.610-12 mol3L-36.510-32.210-20 mol3L-3 1.710-5（1）溶度積和溶解度都可以表示物質(zhì)的溶度積和溶解度都可以表示物質(zhì)的溶解能力溶解能力，請(qǐng)根據(jù)下表分析，溶度積與溶，請(qǐng)根據(jù)下表分析，溶度積與溶解度有什么解度有什么關(guān)系關(guān)系？ 寫(xiě)出下列難溶物的溶度積表達(dá)式寫(xiě)出下列難溶物的溶度積表達(dá)式 (2)(2)將將0.001mol/L NaCl0.001mo

8、l/L NaCl溶液和溶液和0.001mol/L 0.001mol/L AgNOAgNO3 3溶液等體積混合溶液等體積混合, ,是否有是否有AgClAgCl沉淀生成沉淀生成? ? QAg+ Cl- 106 mol2/L-2 0.001 mol/L 0.001 mol/L KSP離子結(jié)合生成沉淀離子結(jié)合生成沉淀( (AgClAgCl的的K KSPSP=1.8=1.8101010 10 molmol2 2L L-2-2) )5 5、溶度積規(guī)則：、溶度積規(guī)則： （1）Ksp反映了反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。同類(lèi)型。同類(lèi)型的難溶電解質(zhì)，在同溫度下的難溶電解質(zhì)，在同溫度下

9、，K Kspsp越大，溶解度越大越大，溶解度越大；不同類(lèi)型的難溶電解質(zhì)不同類(lèi)型的難溶電解質(zhì)，應(yīng)通過(guò)計(jì)算才能進(jìn)行比較應(yīng)通過(guò)計(jì)算才能進(jìn)行比較。（2）在一定溫度下在一定溫度下，通過(guò)比較任意狀態(tài)離子積，通過(guò)比較任意狀態(tài)離子積（Q Q ）與溶度積（與溶度積（K Kspsp）的大小，判斷難溶電解質(zhì)沉淀溶解）的大小，判斷難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡進(jìn)行的方向。平衡進(jìn)行的方向。當(dāng)當(dāng)Q Q = = K Kspsp時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)Q Q K Kspsp時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)Q Q K Kspsp時(shí)，時(shí)，飽和溶液，已達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)。飽和溶液，已達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)。不飽和溶液，沉淀溶解，即反應(yīng)向沉淀溶解不飽和溶液，沉淀溶解，即反

10、應(yīng)向沉淀溶解的方向進(jìn)行，直達(dá)平衡狀態(tài)（飽和為止）。的方向進(jìn)行，直達(dá)平衡狀態(tài)（飽和為止）。離子生成沉淀，即反應(yīng)向生成沉淀方向離子生成沉淀，即反應(yīng)向生成沉淀方向進(jìn)行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。進(jìn)行，直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡生活生活自然界自然界生產(chǎn)生產(chǎn)溶液中的化學(xué)反應(yīng)溶液中的化學(xué)反應(yīng)二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用1 1、沉淀的生成、沉淀的生成（1 1）意義：）意義：在物質(zhì)的檢驗(yàn)、提純及工廠廢水的處理等在物質(zhì)的檢驗(yàn)、提純及工廠廢水的處理等方面有重要意義。方面有重要意義。（2 2）方法：）方法： A A、調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)PHPH法法例：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水

11、調(diào)例：工業(yè)原料氯化銨中混有氯化鐵，加氨水調(diào)PH值至值至78Fe3+ + 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+ B B、加沉淀劑法、加沉淀劑法如如:沉淀沉淀Cu2+、Hg2+等，以等，以Na2S、H2S做沉淀劑做沉淀劑（3 3）原則：）原則：生成沉淀的反應(yīng)能發(fā)生，且進(jìn)行得越完全生成沉淀的反應(yīng)能發(fā)生，且進(jìn)行得越完全越好越好注意：當(dāng)剩余離子即平衡離子濃度注意：當(dāng)剩余離子即平衡離子濃度10-5mol/L時(shí)，認(rèn)為離子已沉淀完全或離子已有效除去。時(shí)，認(rèn)為離子已沉淀完全或離子已有效除去。 根據(jù)平衡移動(dòng)原理，對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，對(duì)于在水中難溶的電解質(zhì)，如果能設(shè)法不斷移去溶解平衡體系

12、中的相應(yīng)離子，使如果能設(shè)法不斷移去溶解平衡體系中的相應(yīng)離子，使平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。例平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)，就可以使沉淀溶解。例如如醫(yī)院中進(jìn)行鋇餐透視時(shí)，用醫(yī)院中進(jìn)行鋇餐透視時(shí)，用BaSOBaSO4 4做內(nèi)服造影劑，做內(nèi)服造影劑，為什么不用為什么不用BaCOBaCO3 3做內(nèi)服造影劑？做內(nèi)服造影劑？ BaSO4 和和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為：的沉淀溶解平衡分別為： BaSO4 Ba2+ + SO42- Ksp=1.110-10mol2 L-2 BaCO3 Ba2+ + CO32- Ksp=5.110-9mol2 L-2 由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(qiáng)由于人體內(nèi)胃酸的酸

13、性較強(qiáng)(pH0.9-1.5)，如果服下，如果服下BaCO3,胃胃酸會(huì)與酸會(huì)與CO32-反應(yīng)生成反應(yīng)生成CO2和水，使和水，使CO32-離子濃度降低，使離子濃度降低，使Qc Ksp(CuS),所以所以ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為CuS沉淀沉淀練習(xí)練習(xí):已知已知Ksp(MnS)=2.510-13 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2通過(guò)計(jì)算說(shuō)明通過(guò)計(jì)算說(shuō)明MnS沉淀中滴加沉淀中滴加0.01mol/L的的Pb(NO3)2溶液是否有溶液是否有PbS沉淀析出。沉淀析出。(2).ZnS沉淀為什么轉(zhuǎn)化為沉淀為什么轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的定量計(jì)算沉淀的定量計(jì)算 利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理過(guò)程中

14、，常用利用沉淀轉(zhuǎn)化原理，在工業(yè)廢水的處理過(guò)程中，常用FeS(s)MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。等重金屬離子。 Ksp(FeS)=6.310-18mol2L-2 Ksp(CuS)=1.310-36mol2L-2 Ksp(HgS)=6.410-53mol2L-2 Ksp(PbS)=3.410-28mol2L-2練習(xí)：寫(xiě)出練習(xí)：寫(xiě)出FeS(s)與廢水中的與廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+的反應(yīng)離子方程的反應(yīng)離子方程式。式。 FeS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Fe2+FeS(s) + Pb2

15、+(aq) = PbS(s) + Fe2+FeS(s) + Hg2+(aq) = HgS(s) + Fe2+ Cu2+ + MnS(s) = CuS(s)+Mn2+ Cu2+ + H2S = CuS +2H+ Cu2+ + S2- = CuS Cu2+ + HS- = CuS +H+ 用用MnS、H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S作沉淀劑都能除去工作沉淀劑都能除去工業(yè)廢水中的業(yè)廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。等重金屬離子。水垢中的水垢中的Mg(OH)Mg(OH)2 2是怎樣生成的是怎樣生成的? ?硬水硬水:是含有較多是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和和

16、SO42-的水的水.加熱時(shí)：加熱時(shí)： Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3 +CO2 + H2O Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3 +CO2 + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 為什么在水垢中鎂主要以為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀沉淀形式存在，而形式存在，而不是以不是以MgCO3沉淀沉淀的形式存在？比較它們飽和時(shí)的形式存在？比較它們飽和時(shí)Mg2+的大小。的大小。136323106 . 2108 . 6)(LmolMgCOKspMgMgCO的飽和溶液中：在143123222101 . 14106 . 54)()(LmolOHMgKspMgOH

17、Mg飽和溶液中：在MgCO3沉淀溶解平衡：沉淀溶解平衡：MgCO3(s) Mg2+ + CO32-LmolMgCOKspCO/106 . 2108 . 6)(36323CO32-水解平衡：水解平衡：CO32- + H2O HCO3- + OH-4111421079. 1105 . 510awhKKK1434106 . 6106 . 21079. 1LmolCKOHh924322102 . 1)106 . 6(106 . 2OHMgQc 因?yàn)橐驗(yàn)镼c Ksp(Mg(OH)2),所以有所以有Mg(OH)2沉淀析出。沉淀析出。即加熱后，即加熱后，MgCO3沉淀轉(zhuǎn)化為沉淀轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2。 因此硬

18、水加熱后的水垢的主要成分是因此硬水加熱后的水垢的主要成分是CaCO3和和Mg(OH)2而不是而不是CaCO3 和和MgCO3.洗滌水垢的方法：除出水垢中的洗滌水垢的方法：除出水垢中的CaCO3和和Mg(OH)2用食醋，用食醋， CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca +CO2 +H2O Mg(OH)2+2CH3COOH =(CH3COO)2Mg+2H2O小小 結(jié)結(jié)沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡溶度積溶度積沉淀溶解平衡的應(yīng)用沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.1.沉淀的溶解與生成沉淀的溶解與生成2.2.沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的轉(zhuǎn)化1.1.將將4 41010-3-3molmol/L/L的的Pb(NOPb(NO3

19、 3) )2 2溶液與溶液與4 41010-3-3molmol/L/L的的KIKI溶液溶液等體積混合能否等體積混合能否有沉淀析出？有沉淀析出？ (K(Kspsp(PbI(PbI2 2)= 7.1)= 7.11010-9-9molmol3 3 L L-3-3) ) 2 2、牙齒表面由一層硬的、組成為牙齒表面由一層硬的、組成為CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3OHOH的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡：的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡： CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3OHOH（s s）=5Ca=5Ca2+2+3PO+3PO4 43-3-+OH+OH- - 進(jìn)食后，進(jìn)食

20、后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就會(huì)受到腐蝕，其原因是會(huì)受到腐蝕，其原因是 。已。已知知CaCa5 5(PO(PO4 4) )3 3F F（s s）的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更）的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小、質(zhì)地更堅(jiān)固。用離子方程表示當(dāng)牙膏中配有小、質(zhì)地更堅(jiān)固。用離子方程表示當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原氟化物添加劑后能防止齲齒的原因因 。 3 3、討論：、討論：對(duì)于平衡對(duì)于平衡AgClAgCl（S S） AgAg+ +(aq) + Cl(aq) + Cl- -(aq(aq) ) 若改變條件，對(duì)其有何影響若改變條件，對(duì)其有何影響改變

21、條件改變條件平衡移動(dòng)方向平衡移動(dòng)方向 C C（AgAg+ + ）C C（ClCl- -）升升 溫溫加加 水水加加AgClAgCl（s s）加加NaClNaCl（s s）加加NaINaI（s s）加加AgNOAgNO3 3(s)(s)加加NHNH3 3H H2 2O O 不變不變 不變不變不移動(dòng)不移動(dòng) 不變不變 不變不變 1 1、Q Q K Kspsp 時(shí)，時(shí)，過(guò)飽和溶液過(guò)飽和溶液 ，生成，生成沉淀沉淀2 2、Q Q = K= Kspsp 時(shí)，沉淀溶解平衡時(shí)，沉淀溶解平衡3 3、Q Q K Kspsp 時(shí)，時(shí)，不飽和溶液不飽和溶液 ，沉淀溶解沉淀溶解化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)1 1、定義：、定義：

22、 在一定條件下的可逆反在一定條件下的可逆反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。濃度保持不變的狀態(tài)。2 2、特征、特征：、逆：、逆：可逆反應(yīng)（條件一定）可逆反應(yīng)（條件一定）、等：、等： 、定、定： 、動(dòng)：、動(dòng)： 、變：、變： V V正正=V=V逆逆各組分的各組分的濃度濃度、百分含量百分含量保持不變保持不變動(dòng)態(tài)平衡，動(dòng)態(tài)平衡，V V正正=V=V逆逆0 0 外界條件一旦改變，平衡隨之破壞。外界條件一旦改變，平衡隨之破壞。一定溫度下，可逆反應(yīng)：一定溫度下，可逆反應(yīng)：aAbB cCdD K =c cc c（C C）c cd d（D D）c ca