《大化第五節(jié)》教學課件

1、沉淀溶解平衡在生活中的應用：1.鐘乳石和石筍的形成。2.為什么醫(yī)學上用BaSO4作為造影劑“鋇餐”，而不同BaCO3作為造影劑。3.吃糖后不刷牙容易形成蛀牙。為什么？含氟牙膏使牙齒變堅固的原因？第1頁，共26頁。第2頁，共26頁。 2-5 難溶強電解質的沉淀溶解平衡一般用溶解度的大小來定量表明物質在水中溶解能力的大小。 物質 溶解度(g/100g水)易溶物 0.1微溶物0.010.1難溶物 0.01 對難溶強電解質來說, 在它的飽和溶液中存在沉淀-溶解平衡多相離子平衡第3頁，共26頁。一、溶度積1. 溶度積2. 溶度積與溶解度的關系第4頁，共26頁。Ba2+SO42-一定T 時:BaSO4(s

2、)溶解沉淀BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq) 溶解沉淀這類平衡的特點:反應物為固體，生成物為離子，溶液為飽和溶液，服從化學平衡定律。第5頁，共26頁。1.溶度積 BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq) 標準平衡常數(shù)表達式：K=b(Ba2+)/bb(SO42-)/bKS稱為溶度積常數(shù)，簡稱為溶度積。表示一定溫度下，難溶強電解質的飽和溶液中,各離子濃度冪的乘積為一常數(shù)。Ba2+ + SO42- 簡寫為 BaSO4 (s)= KS第6頁，共26頁。設 AmBn (s) mAn+ + nBm-PbCl2(s) Pb2+ 2Cl-Fe(OH)3(s) Fe3+

3、 + 3OH-例如：第7頁，共26頁。意義：KS反映了物質的溶解能力性質： KS是溫度的函數(shù)，但一般情況下影響不是很大。Ag2S(s) 2Ag+ + S2- KS (Ag2S）=b(Ag+)/b 2b(S2-)/b yyyCa3(PO4)2(s) 3 Ca2+ + 2PO43-yKS Ca3(PO4)2=b(Ca2+)/b 3b(PO43-)/b 2yy第8頁，共26頁。2. 溶度積(KS)與溶解度(S)的相互關系溶度積和溶解度的相互換算溶度積與溶解度的聯(lián)系：溶度積與溶解度間可互相換算，但必須注意換算單位。溶度積與溶解度的區(qū)別：溶度積僅與溫度有關。溶解度與溫度、系統(tǒng)組成、 pH、配合物生成等有

4、關。第9頁，共26頁。2. 溶度積(KS)與溶解度(S)的相互關系溶解度(S)是指一定溫度下難溶強電解質飽和溶液的濃度,單位為mol/kg 。若溶質AmBn的溶解度為S mol/kg那么 AmBn (s) mAn+ + nBm-平衡濃度mol.kg-1則，Ks =mS nS第10頁，共26頁。例題2-8：25時AgCl的溶解度為1.9010-3 g.kg-1 ，求算該溫度下AgCl的溶度積。解：按題意， 25時AgCl飽和溶液中Ag+和Cl-的濃度為：b(Ag+)=b(Cl-)=S(AgCl) KS =b(Ag+)/bb(Cl-)/b =S2=(1.3310-5)2 =1.7710-10由答：

5、 25時 AgCl的溶度積為1.7710-10。S(AgCl) =第11頁，共26頁。例題2-9： 25時Ag2CrO4的KS =1.1210-12 ，求它在水中的溶解度。所以其溶解度為：解：對于Ag2CrO4，KS =4S 3(b)-3 ，S(Ag2CrO4)=6.5410-5mol.kg-1答： 25時Ag2CrO4的溶解度為6.5410-5mol.kg-1。第12頁，共26頁。例題： 25時BaSO4的KS = 1.0710-10 ，求它在水中的溶解度。所以其溶解度為： S(BaSO4)=1.0310-5mol.kg-1解：對于BaSO4 ，KS =S 2(b)-2 ，S(BaSO4 )

6、=答： 25時BaSO4的溶解度為1.03 10-5mol.kg-1。mol.kg-1第13頁，共26頁。結論注意事項溶度積(KS)與溶解度(S)的相互換算是有條件的。難溶強電解質的溶解部分是一步解離為離子，且離子在溶液中不發(fā)生化學反應。 相同類型的難溶強電解質，Ks , S 。 不同類型的難溶強電解質, 不能用Ks 判斷S 的 大小。 第14頁，共26頁。二、 沉淀-溶解平衡的移動第15頁，共26頁。1. 溶度積規(guī)則飽和溶液：KS (AgCl)=b(Ag+)/b b(Cl-)/b非飽和溶液(任意給定的溶液)：有關離子濃度冪的乘積稱為離子積，用符號B(bB/b) B 。B(bB/b)B =b(

7、Ag+)/bb(Cl-)/b對于AgCl的沉淀-溶解平衡：AgCl(s) Ag+ + Cl-第16頁，共26頁。以上三條規(guī)則稱溶度積規(guī)則。B(bB/b )B = KS 溶液飽和，無沉淀；B(bB/b )B KS 溶液過飽和，有沉淀析出。則有，注意：B和 KS 表達式相同，意義不同。第17頁，共26頁。2. 同離子效應CaCO3(s)Ca2+ + CO32-Na2CO32Na+ + CO32-如： 在難溶強電解質飽和溶液中加入具有相同離子的易溶電解質時,難溶電解質溶解度下降，這種現(xiàn)象叫同離子效應。第18頁，共26頁。同離子效應的應用利用沉淀反應分離溶液中的離子。加入適當過量的沉淀劑，使沉淀趨于完

8、全； 被沉淀離子濃度105mol/kg在洗滌沉淀時，用與沉淀含有相同離子的溶液，減少沉淀損失;為使沉淀完全，可加入過量沉淀劑。若沉淀劑過量太多，則因生成配離子(或鹽效應)，使溶解度增大。第19頁，共26頁。3. 沉淀的轉化 把一種沉淀轉化為另一種沉淀的過程，稱為沉淀的轉化。Ks Ca3(PO4)2=2.0710-33， S=1.31 10-7 mol/kg yKs (CaCO3)=4.96 10-9， S=2.23 10-5 mol/kgy3CaCO3(S)+2PO43-Ca3(PO4)2（S）+3CO32-即溶解度較大的沉淀轉化為溶解度較小的沉淀。第20頁，共26頁。 沉淀轉化反應的進行程度

9、，可以利用反應的標準平衡常數(shù)來衡量。 沉淀轉化反應的標準平衡常數(shù)越大(Ky 1)，沉淀轉化反應就越容易進行。若沉淀轉化反應的標準平衡常數(shù)太小(Ky Ks (AgCl)b(Ag+)/b b(I-)/b Ks (AgI)溶液中產(chǎn)生沉淀必須有：+AgNO3先AgI(黃)后AgCl(白)Ks(AgI)=8.51 10-17, Ks(AgCl)=1.77 10-104. 分步沉淀和沉淀分離第22頁，共26頁。b1(Ag+)/b=8.5110-17/0.01=8.5110-15b2(Ag+)/b=1.7710-10/0.01=1.7710-8沉淀AgCl所需Ag+的最低濃度:沉淀AgI所需Ag+的最低濃度

10、:由于 b1(Ag+)b2(Ag+)可知,AgI(黃)先于AgCl（白）沉淀。 先產(chǎn)生AgI 沉淀小結: 需要沉淀劑越少的先沉淀，即溶液中離子積首先超過其溶度積的,先沉淀。第23頁，共26頁。又問：當AgCl開始沉淀時，溶液中b(I-)=？解：當AgCl開始沉淀時b (Ag+)/b=1.7710-8b(Ag+)/b b(I-)/b =Ks (AgI)b(I-)=Ks(AgCl)b(Ag+)/b8.51 10-17=1.7710-8= 4.81 10-9 AgCl開始沉淀時，I-沉淀完全（即兩者分離完全）。1.0 10-5 mol.kg-1小結: 利用分步沉淀的原理，可以使離子分離。第24頁，共26頁。利用分步沉淀的原理可以使兩種離子分離。對同類型的物質，通常是溶度積小的先沉淀，并且相差越大，分離的效果越好。但對不