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文檔簡介

第七講溶液中的化學(xué)平衡競賽要求酸堿質(zhì)子理論。弱酸、弱堿的電離常數(shù)。緩沖溶液。利用酸堿平衡常數(shù)的計(jì)算。溶度積原理及有關(guān)計(jì)算。離子方程式的正確書寫。一、酸堿質(zhì)子理論(Bronsted理論)最初階段人們從性質(zhì)上認(rèn)識酸堿。酸:使石蕊變紅,有酸味;堿:使石蕊變藍(lán),有澀味。當(dāng)酸堿相混合時(shí),性質(zhì)消失。當(dāng)氧元素發(fā)現(xiàn)后,人們開始從組成上認(rèn)識酸堿,以為酸中一定含有氧元素;鹽酸等無氧酸的發(fā)現(xiàn),又使人們認(rèn)識到酸中一定含有氫元素。一、酸堿質(zhì)子理論(Bronsted理論)阿累尼烏斯(Arrhenius)的電離學(xué)說,使人們對酸堿的認(rèn)識發(fā)生了一個(gè)飛躍。HA=H++A-電離出的正離子全是H+;MOH=M++OH-電離出的負(fù)離子全是OH-。進(jìn)一步從平衡角度找到了比較酸堿強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn),即

、

。阿累尼烏斯理論在水溶液中是成功的,但其在非水體系中的適用性,卻受到了挑戰(zhàn)。例如:溶劑自身的電離和液氨中進(jìn)行的中和反應(yīng),都無法用阿累尼烏斯的理論去討論,因?yàn)楦菊也坏椒隙x的酸和堿。一、酸堿質(zhì)子理論(Bronsted理論)為了彌補(bǔ)阿侖尼烏斯理論的不足,丹麥化學(xué)家布朗斯特(Bronsted)和英國化學(xué)家勞里(Lowry)于1923年分別提出了酸堿質(zhì)子理論。理論認(rèn)為:凡能給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)都是酸;凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)都是堿。如HCl,NH4+,HSO4-,H2PO4-等都是酸,因?yàn)樗鼈兡芙o出質(zhì)子;CN-,NH3,HSO3-,SO32-都是堿,因?yàn)樗鼈兌寄芙邮苜|(zhì)子。為區(qū)別于阿侖尼烏斯酸堿,也可專稱質(zhì)子理論的酸堿為布朗斯特酸堿。一、酸堿質(zhì)子理論(Bronsted理論)可見,質(zhì)子酸堿理論中的酸堿不限于電中性的分子,也可以是帶電的陰陽離子。若某物質(zhì)既能給出質(zhì)子,又能接受質(zhì)子,就既是酸又是堿,可稱為酸堿兩性物質(zhì),如HCO3-等,通常稱為酸式酸根離子。酸堿不是孤立的,它們通過質(zhì)子相互聯(lián)系,酸釋放質(zhì)子轉(zhuǎn)化為它的共軛堿,堿得到質(zhì)子轉(zhuǎn)化為它的共軛酸。這種關(guān)系稱為酸堿共軛關(guān)系??捎猛ㄊ奖硎緸椋核?/p>

堿+質(zhì)子此式中的酸堿稱為共軛酸堿對。一、酸堿質(zhì)子理論(Bronsted理論)例如:NH3是NH4+的共軛堿,NH4+是NH3的共軛酸。HCO3-的共軛酸是H2CO3,HCO3-的共軛堿是CO32-。一、酸堿質(zhì)子理論(Bronsted理論)跟阿累尼烏斯酸堿反應(yīng)不同,布朗斯特酸堿的酸堿反應(yīng)是兩對共軛酸堿對之間傳遞質(zhì)子的反應(yīng),通式為:酸1+堿2

堿1+酸2例如:HCl+NH3

Cl-+NH4+H2O+NH3

OH-+NH4+HAc+H2O

Ac-+H3O+H2S+H2O

HS-+H3O+H2O+S2-

OH-+HS-H2O+HS-

OH-+H2S一、酸堿質(zhì)子理論(Bronsted理論)結(jié)論1:單獨(dú)一對共軛酸堿本身是不能發(fā)生酸堿反應(yīng)的,因而我們也可以把通式:酸

堿+H+稱為酸堿半反應(yīng),酸堿質(zhì)子反應(yīng)是兩對共軛酸堿對交換質(zhì)子的反應(yīng);結(jié)論2:酸堿質(zhì)子反應(yīng)的產(chǎn)物不必定是鹽和水。在酸堿質(zhì)子理論看來,阿累尼烏斯酸堿反應(yīng)(中和反應(yīng)、強(qiáng)酸制弱酸、強(qiáng)堿制弱堿)、阿累尼烏斯酸堿的電離、阿累尼烏斯酸堿理論的“鹽的水解”以及沒有水參與的氣態(tài)氯化氫和氣態(tài)氨反應(yīng)等等,都是酸堿反應(yīng)。在酸堿質(zhì)子理論中根本沒有“鹽”的內(nèi)涵。二、弱電解質(zhì)的電離平衡1、水的電離平衡(1)水的離子積常數(shù)H2O(l) H+(aq)+OH-(aq) =[H+][OH-]式中的 稱為水的離子積常數(shù)。 是標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),式中的濃度都是相對濃度。由于本講中使用標(biāo)準(zhǔn)濃度極其頻繁,故省略除以 的寫法。要注意它的實(shí)際意義。二、弱電解質(zhì)的電離平衡1、水的電離平衡表-1不同溫度下水的離子積常數(shù)結(jié)論:由于水的電離是吸熱反應(yīng),所以,溫度升高時(shí), 值變大。溫度

/K2732953730.13×10-141.0×10-1474×10-14二、弱電解質(zhì)的電離平衡1、水的電離平衡在溶液中,只要有H2O,H+,OH-三者共存,之間就存在如下的數(shù)量關(guān)系:[H+][OH-]=

不論溶液是酸性,堿性,還是中性。常溫下,[H+]=1×10–7,表示中性,因?yàn)檫@時(shí)

=1.0×10–14;非常溫時(shí),溶液的中性只能是[H+]=[OH-]。二、弱電解質(zhì)的電離平衡1、水的電離平衡(2)pH值和pOH值pH=–lg[H+]pOH=–lg[OH-]因?yàn)閇H+][OH-]=1.0×10–14所以pH+pOH=14pH和pOH一般的取值范圍是1~14,但也有時(shí)超出,如:[H+]=10mol/L,則pH=–1。二、弱電解質(zhì)的電離平衡2、弱酸和弱堿的電離平衡(1)一元弱酸和弱堿的電離平衡將醋酸的分子式簡寫成HAc,用Ac-代表醋酸根,則醋酸的電離平衡可以表示成:HAc

H++Ac-用

表示酸式電離的電離平衡常數(shù),經(jīng)常簡寫作

。且:二、弱電解質(zhì)的電離平衡2、弱酸和弱堿的電離平衡(1)一元弱酸和弱堿的電離平衡氨水NH3·H2O是典型的弱堿,用

(簡寫成

)表示堿式電離的電離平衡常數(shù),則有:NH3·H2O

NH4++OH-=

=1.8×10–5

二、弱電解質(zhì)的電離平衡2、弱酸和弱堿的電離平衡(2)多元弱酸的電離平衡多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,對應(yīng)每一步電離,各有其電離常數(shù)。以H2S為例:第一步H2S

H++HS-

第二步HS-

H++S2-

二、弱電解質(zhì)的電離平衡2、弱酸和弱堿的電離平衡(2)多元弱酸的電離平衡顯然,

。

說明多元弱酸的電離以第一步電離為主。將第一步和第二步的兩個(gè)方程式相加,得:H2S

2H++S2-

的大小可以表示弱酸和弱堿的離解程度,K的值越大,則弱酸和弱堿的電離程度越大。二、弱電解質(zhì)的電離平衡3、緩沖溶液(1)同離子效應(yīng)HAc

H++Ac-達(dá)到平衡時(shí),向溶液中加入固體NaAc(強(qiáng)電解質(zhì)完全電離),由于Ac-的引入,破壞了已建立的弱電解質(zhì)的電離平衡:HAc

H++Ac-Ac-增多,使平衡左移,使HAc的電離度減小。定義:在弱電解質(zhì)的溶液中,加入與其具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì),從而使電離平衡左移,降低弱電解質(zhì)的電離度。這種現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng)。二、弱電解質(zhì)的電離平衡3、緩沖溶液(2)緩沖溶液①概念:能夠抵抗外來少量酸堿的影響和較多水的稀釋的影響,保持體系pH值變化不大的溶液,我們稱之為緩沖溶液。如向1L0.10mol·L-1的HCN和0.10mol·L-1NaCN的混合溶液中(pH=9.40),加入0.010molHCl時(shí),pH變?yōu)?.31;加入0.010molNaOH時(shí),pH變?yōu)?.49;用水稀釋,體積擴(kuò)大10倍時(shí),pH基本不變。可以認(rèn)為,0.10mol·L-1HCN和0.10mol·L-1NaCN的混合溶液是一種緩沖溶液,可以維持體系的pH值為9.40左右。二、弱電解質(zhì)的電離平衡3、緩沖溶液(2)緩沖溶液②原理緩沖溶液之所以具有緩沖作用是因?yàn)槿芤褐泻幸欢康目顾岢煞趾涂箟A成分。當(dāng)外加少量酸(或堿)時(shí),則它與抗酸(或抗堿)成分作用,從而使溶液pH值基本不變。適量水稀釋時(shí),由于弱酸與弱酸鹽(或弱堿與弱堿鹽)以同等倍數(shù)被稀釋,其濃度比值亦不變。緩沖溶液一般是由弱酸及其鹽(如HAc與NaAc)或弱堿及其鹽(如NH3與NH4+鹽)以及多元弱酸及其次級酸式鹽或酸式鹽及其次級鹽(如H2CO3與NaHCO3,NaHCO3與Na2CO3)組成。二、弱電解質(zhì)的電離平衡3、緩沖溶液(2)緩沖溶液緩沖溶液的pH值計(jì)算可概括為如下兩種形式(a)弱酸及其鹽[H+]=

pH=(b)弱堿及其鹽[OH-]=

pOH=二、弱電解質(zhì)的電離平衡3、緩沖溶液(2)緩沖溶液緩沖溶液中的弱酸及其鹽(或弱堿及其鹽)稱為緩沖對。緩沖對的濃度愈大,則它抵制外加酸堿影響的作用愈強(qiáng),通常稱緩沖容量愈大。緩沖對濃度比也是影響緩沖容量的重要因素,濃度比為1時(shí),緩沖容量最大。一般濃度比在10到0.1之間,因此緩沖溶液的pH(或pOH)在p

(或p

范圍內(nèi)。二、弱電解質(zhì)的電離平衡4、酸堿指示劑(1)指示劑的變色原理能通過顏色變化指示溶液的酸堿性的物質(zhì),如石蕊,酚酞,甲基橙等,稱為酸堿指示劑。酸堿指示劑一般是弱的有機(jī)酸?,F(xiàn)以甲基橙為例,說明指示劑的變色原理。甲基橙的電離平衡表示如下:HIn

In-+H+

=4×10–4二、弱電解質(zhì)的電離平衡4、酸堿指示劑(1)指示劑的變色原理HIn

In-+H+

=4×10–4分子態(tài)HIn顯紅色,而酸根離子In-顯黃色。當(dāng)體系中H+的濃度大時(shí),平衡左移,以分子態(tài)形式居多時(shí),顯紅色;當(dāng)體系中OH-的濃度大時(shí),平衡右移,以離子態(tài)形式居多時(shí),顯黃色。究竟pH=?時(shí),指示劑的顏色發(fā)生變化,則與弱酸HIn的電離平衡常數(shù)的大小有關(guān)。二、弱電解質(zhì)的電離平衡4、酸堿指示劑(2)變色點(diǎn)和變色范圍仍以甲基橙為例,HIn

In-+H+

=4×10–4;當(dāng)[In-]=[HIn]時(shí),[H+]=

=4×10–4,pH=p

=3.4,顯橙色,介于紅色和黃色之間。當(dāng)pH<3.4,HIn占優(yōu)勢時(shí),紅色成分大;當(dāng)pH>3.4,In-占優(yōu)勢時(shí),黃色成分大。二、弱電解質(zhì)的電離平衡4、酸堿指示劑(2)變色點(diǎn)和變色范圍故pH=p

稱為指示劑的理論變色點(diǎn)。甲基橙的理論變色點(diǎn)為pH=3.4,酚酞的理論變色點(diǎn)為pH=9.1。距離理論變色點(diǎn)很近時(shí),顯色并不明顯,因?yàn)橐环N物質(zhì)的優(yōu)勢還不夠大。當(dāng)[HIn]=10[In-]時(shí),顯紅色,當(dāng)[In-]=10[HIn]時(shí),顯黃色。這時(shí)有關(guān)系式pH=p

,這是指示劑的變色范圍。二、弱電解質(zhì)的電離平衡4、酸堿指示劑(2)變色點(diǎn)和變色范圍各種顏色互相掩蓋的能力并不相同。紅色易顯色,對甲基橙,當(dāng)[HIn]=2[In-]時(shí),即可顯紅色;而當(dāng)[In-]=10[HIn]時(shí),才顯黃色。故甲基橙的實(shí)際變色范圍為pH值在3.1和4.4之間。酚酞的實(shí)際變色范圍是8.0~10.0。選用指示劑時(shí),可以從手冊中查找其變色點(diǎn)和實(shí)際變色范圍。三、鹽類的水解1、各類鹽的水解鹽電離出來的離子與H2O電離出的H+或OH-結(jié)合成弱電解質(zhì)的過程叫做鹽類的水解。(1)強(qiáng)堿弱酸鹽以NaAc為例討論。NaAc是強(qiáng)電解質(zhì),在溶液中完全電離,產(chǎn)生Na+和Ac-:NaAc==Na++Ac-三、鹽類的水解1、各類鹽的水解(1)強(qiáng)堿弱酸鹽Ac-會與H2O電離出的H+結(jié)合為弱電解質(zhì)HAc,使水的電離平衡向右移動:H2O

H++OH-

Ac-+H+

HAc總反應(yīng)為:Ac-+H2O

HAc+OH-

=三、鹽類的水解1、各類鹽的水解(1)強(qiáng)堿弱酸鹽Ac-+H2O

HAc+OH-

=

是水解平衡常數(shù)。

一般都很小[如Ac-的=1.0×10-14/(1.8×10-5)=5.6×10-10],故計(jì)算中常采用近似法處理。Ac-HAcOH-起始mol/Lc00變化mol/Lxxx平衡mol/L≈cxx三、鹽類的水解1、各類鹽的水解(1)強(qiáng)堿弱酸鹽Ac-+H2O

HAc+OH-[OH-]=鹽類水解程度常用水解度h表示:h=

=Ac-HAcOH-起始mol/Lc00變化mol/Lxxx平衡mol/L≈cxx三、鹽類的水解1、各類鹽的水解(2)強(qiáng)酸弱堿鹽以NH4Cl為例討論。NH4Cl==NH4++Cl-①H2O

H++OH-

②NH4++OH-

NH3+H2O

1/①+②:NH4++H2O

NH3+H3O+

[H3O+]=

h=

=三、鹽類的水解1、各類鹽的水解(3)弱酸弱堿鹽以NH4Ac為例討論。NH4Ac==NH4++Ac-①H2O

H++OH-

②NH4++OH-

NH3+H2O

1/③Ac-+H+

HAc

①+②+③:NH4++Ac-

NH3+HAc三、鹽類的水解1、各類鹽的水解(3)弱酸弱堿鹽此類水解稱為雙水解,它的水解常數(shù)比相應(yīng)的單水解常數(shù)大得多如NH4Ac的

=1.0×10-14/(1.8×10-5×1.8×10-5)=3.1×10-5水解后溶液呈現(xiàn)的酸堿性不能從水解反應(yīng)看出三、鹽類的水解1、各類鹽的水解(4)多元強(qiáng)堿弱酸鹽多元弱酸有正鹽、酸式鹽之分。正鹽以Na2CO3為例,酸式鹽以NaHCO3為例討論。三、鹽類的水解1、各類鹽的水解(4)多元強(qiáng)堿弱酸鹽Na2CO3的水解是分步進(jìn)行的,每步各有相應(yīng)的水解常數(shù)。Na2CO3

==2Na++CO32-①CO32-+H2O

HCO3-+OH-

=②HCO3-+H2O

H2CO3+OH-

=由于

,所以

。多元弱酸鹽水解以第一步水解為主。計(jì)算溶液pH值時(shí),只考慮第一步水解即可。三、鹽類的水解1、各類鹽的水解(4)多元強(qiáng)堿弱酸鹽NaHCO3溶液中,HCO3-有兩種變化:HCO3-

H++CO32-

HCO3-+H2O

H2CO3+OH-

=

=1.0×10-14/(4.3×10-7)=2.3×10-8

=5.6×10-11,故[OH-]>[H+],溶液顯堿性。三、鹽類的水解2、影響水解平衡的因素(1)溫度的影響鹽類水解反應(yīng)吸熱,△H>0,T增高時(shí),

增大,使水解平衡正向移動。故升高溫度有利于水解反應(yīng)的進(jìn)行。例如Fe3+的水解Fe3++3H2O

Fe(OH)3+3H+若不加熱,水解不明顯;加熱時(shí)顏色逐漸加深,最后得到深棕色的Fe(OH)3沉淀。三、鹽類的水解2、影響水解平衡的因素(2)濃度的影響由上述水解反應(yīng)式可以看出:加水稀釋時(shí),K不變,而Q減小,水解平衡正向移動,使水解度增大,這點(diǎn)也可以從水解度公式h=

看出,加水稀釋時(shí),雖然各種反應(yīng)物、生成物的濃度都在減小,但h增大。如Na2SiO3溶液稀釋時(shí)可得H2SiO3沉淀。三、鹽類的水解2、影響水解平衡的因素(3)酸度的影響水解的產(chǎn)物中,肯定有H+或OH-,故改變體系的pH值會使平衡移動。例如SnCl2+H2O

Sn(OH)Cl+HCl為了抑制SnCl2的水解與Sn(OH)Cl的生成,可以將SnCl2溶于濃鹽酸來配制SnCl2溶液。四、沉淀溶解平衡難溶物質(zhì)如AgCl雖然難溶于水,但仍能微量地溶于水成為飽和溶液。其溶解的部分則幾乎全部電離為Ag+和Cl-。一定溫度時(shí),當(dāng)溶解速率和沉淀速率相等,就達(dá)到了沉淀溶解平衡:AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)1、溶度積根據(jù)化學(xué)平衡原理,在AgCl的沉淀溶解平衡中存在如下關(guān)系:

=四、沉淀溶解平衡1、溶度積習(xí)慣上簡寫為:

=[Ag+][Cl-]式中

是溶度積常數(shù),簡稱溶度積。對于AnBm型難溶電解質(zhì),溶度積表達(dá)形式為:

=[A+]n[B-]m對于相同類型的物質(zhì),

值的大小,反映了難溶電解質(zhì)在溶液中溶解能力的大小,也反映了該物質(zhì)在溶液中沉淀的難易。與平衡常數(shù)一樣,

與溫度有關(guān)。不過溫度改變不大時(shí),

變化也不大,常溫下的計(jì)算可不考慮溫度的影響。四、沉淀溶解平衡2、溶度積規(guī)則比較

和Q的大小,可以判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。例如:AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)某時(shí)刻有Q=[Ag+][Cl-]。(1)Q>

時(shí),平衡左移,生成沉淀;(2)Q=

時(shí),平衡狀態(tài),溶液飽和;(3)Q<

時(shí),平衡右移,沉淀溶解。上述結(jié)論有時(shí)稱之為溶度積規(guī)則,據(jù)此可以判斷沉淀的生成與溶解。四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(1)沉淀的生成根據(jù)溶度積規(guī)則,當(dāng)Q>

時(shí),將有生成沉淀。但是在配制溶液和進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)過程中,有時(shí)Q>

時(shí),卻沒有觀察到沉淀物生成。其原因有三個(gè)方面:四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(1)沉淀的生成①鹽效應(yīng)的影響:事實(shí)證明,在AgCl飽和溶液中加入KNO3溶液,會使AgCl的溶解度增大,且加入KNO3溶液濃度越大,AgCl的溶解度增大越多。這種因加入易溶強(qiáng)電解質(zhì)而使難溶電解質(zhì)溶解度增大的現(xiàn)象稱為鹽效應(yīng)。鹽效應(yīng)對溶解度影響較小,一般不改變?nèi)芙舛鹊臄?shù)量級,因此在一般計(jì)算中,特別是較稀溶液中,不必考慮鹽效應(yīng)。四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(1)沉淀的生成②過飽和現(xiàn)象:雖然[Ag+][Cl-]略大于

,但是,由于體系內(nèi)無結(jié)晶中心,即晶核的存在,沉淀亦不能生成,而將形成過飽和溶液,故觀察不到沉淀物。若向過飽和溶液中加入晶種(非常微小的晶體,甚至于灰塵微粒),或用玻璃棒磨擦容器壁,可立刻析出晶體。四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(1)沉淀的生成③沉淀的量:前兩種情況中,并沒有生成沉淀。實(shí)際上即使有沉淀生成,若其量過小,也可能觀察不到。正常的視力,當(dāng)沉淀的量達(dá)到10-5g·mL-1時(shí),可以看出溶液渾濁。四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(2)沉淀的溶解根據(jù)溶度積規(guī)則,使沉淀溶解的必要條件是Q<

,因此創(chuàng)造條件使溶液中有關(guān)離子的濃度降低,就能達(dá)到此目的。降低溶液中離子的濃度有如下幾種途徑:①使相關(guān)離子生成弱電解質(zhì)要使ZnS溶解,可以加HCl,H+和ZnS中溶解下來的S2-相結(jié)合形成弱電解質(zhì)H2S,于是ZnS繼續(xù)溶解。四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(2)沉淀的溶解下面討論一下0.01mol的ZnS溶于1.0L鹽酸中,所需的鹽酸的最低的濃度。查表知:

=2.0×10-24;

=1.3×10-7;

=7.1×10-15。溶液中存在下述平衡:ZnS(s)

Zn2++S2-

H++S2-

HS-

H++HS-

H2S四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(2)沉淀的溶解總反應(yīng):ZnS(s)+2H+

Zn2++H2S平衡濃度

x

0.0100.010x=0.21四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(2)沉淀的溶解即平衡時(shí)的維持酸度最低應(yīng)為0.21mol·L-1??紤]到使ZnS全部溶解,尚需消耗[H+]=0.020mol·L-1,因此所需HCl最低濃度為:0.21+0.020=0.23mol·L-1。四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(2)沉淀的溶解同理,看反應(yīng)CuS+2H+=Cu2++H2S的平衡常數(shù),可以求出0.01mol的CuS溶于1.0L鹽酸中,所需的鹽酸的最低的濃度。所需的鹽酸的最低的濃度約是1.0×109mol·L-1,濃度過大,根本不可能存在。結(jié)論是CuS不能溶于鹽酸。四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(2)沉淀的溶解②使相關(guān)離子被氧化用鹽酸作為溶劑不能使CuS溶解。原因是反應(yīng)的平衡常數(shù)過小。實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明,CuS在HNO3中可以溶解。原因是S2-被氧化,使得平衡CuS(s)

Cu2+(aq)+S2-(aq)右移,CuS溶解。反應(yīng)的方程式為:3CuS+2HNO3+6H+=3Cu2++2NO+3S+4H2O四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(2)沉淀的溶解③使相關(guān)離子被絡(luò)合AgCl沉淀可以溶于氨水,原因是Ag+被NH3絡(luò)合生成Ag(NH3)2+,使平衡AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)右移,AgCl溶解。反應(yīng)的方程式為:AgCl+2NH3

Ag(NH3)2++Cl-四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(2)沉淀的溶解③使相關(guān)離子被絡(luò)合AgCl+2NH3

Ag(NH3)2++Cl-該反應(yīng)可看成下列兩個(gè)反應(yīng)的總和AgCl(s)

Ag+(aq)+Cl-(aq)Ag+(aq)+2NH3

Ag(NH3)2+

總反應(yīng)K=Ksp·Kf

四、沉淀溶解平衡3、沉淀溶解平衡的移動(2)沉淀的溶解③使相關(guān)離子被絡(luò)合例1:0.1molAgCl溶解于1L濃氨水中,求濃氨水的最低濃度?已知:Kf,Ag(NH3)2+=1.1×107,Ksp,AgCl=1.77×10-10四、沉淀溶解平衡0.1molAgCl溶解于1L濃氨水中,求濃氨水的最低濃度?AgCl(s)+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-

K平衡時(shí)

x0.10.1K==

得x=2.27mol·L-1

,

則c(NH3)總=2.27+0.20=2.47mol·L-1[Cl-]·[[Ag(NH3)2]+][NH3]20.1×0.1

x2四、沉淀溶解平衡如果是0.1molAgI溶解于1L濃氨水中,求濃氨水的最低濃度?

計(jì)算結(jié)果:c(NH3)總=3.24×103mol·L-1

實(shí)際不可能達(dá)到此濃度,故AgI不溶于濃氨水。

可見,沉淀的溶解度越大,配合物的穩(wěn)定性越大,則沉淀越易形成配合物而溶解。

反之,沉淀的溶解度越小,配合物的穩(wěn)定性越弱,則配合物越易被破壞而轉(zhuǎn)化為沉淀。例2:在0.10mol/L[Ag(CN)2]—溶液中加入KCl固體,使Cl-濃度為0.1mol/L,會有何現(xiàn)象發(fā)生?

Kf,

Ag(CN)2-=1.25×1021;Ksp,AgCl=1.8×10-10解:Ag++2CN-=Ag(CN)2-平衡濃度x2x0.1-x

Kf=(0.1-x)/x·(2x)2=1.25×1021 x=2.7×10-8

即[Ag+]=2.7×10-8mol/L Q=cAg+·cCl-=2.7×10-8×0.10=2.7×10-9 Q>Ksp,AgCl,因此會有AgCl沉淀從溶液中析出。例3:在含有2.5mol/LAgNO3和0.41mol/LNaCl溶液里,如果不使AgCl沉淀生成,溶液中最低的自由CN-離子濃度應(yīng)是多少?

已知Kf,

Ag(CN)2-=1.0×1021;Ksp,AgCl=1.56×10-10解:

AgCl+2CN-=Ag(CN)2-+Cl-平衡時(shí)x2.50.41配位平衡與氧化還原平衡

a.改變了金屬離子的氧化數(shù),降低了配離子的穩(wěn)定性,導(dǎo)致配位平衡發(fā)生移動。如:2[Fe(SCN)6]3-+Sn

2+2Fe2++12SCN-

+Sn

4+

b.金屬離子形成配合物,改變了電對的氧化或還原能力,使氧化還原平衡發(fā)生移動。如:

2Fe3++2I-=2Fe2++I22Fe2++I2+12F-2[FeF6]3-

+2I-

4.配合物之間的轉(zhuǎn)化

一般Kf小的易轉(zhuǎn)化成Kf大的,且Kf相差愈大轉(zhuǎn)化愈徹底。如:[Fe(SCN)6]3-→[FeF6]3-例1:Cu2+/Cu中加入NH3·H2O,使平衡時(shí)c(NH3)=c([Cu(NH3)4]2+)=1.0mol·L-1,求φCu2+/Cu=?已知:Kf[Cu(NH3)4]2+

=2.09×1013

解:Cu2+

+2e-=CuφθCu2+/Cu=0.34V

Φ=Φθ

+(0.0592/2)lg[Cu2+]

加入NH3后有:Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+

當(dāng)c([Cu(NH3)4]2+)=c(NH3)=1.0mol·L-1時(shí),

[Cu2+]=1/Kf∴Φ=Φθ+(0.0592/2)lg1/2.09×1013

=

-0.05V

可見氧化型物質(zhì)形成配合物后,

Φ↓。例2:Fe3+/Fe2+加入CN-,使c(CN-)=c([Fe(CN)6]3-)=c([Fe(CN)6]4-)=1.0mol·L-1。求此時(shí)ΦFe3+/Fe2+

=?

已知:Kf,[Fe(CN)6]3-

=1.0×1042Kf,[Fe(CN)6]4-

=1.0×1035

Fe3+

+e-=Fe2+

Φθ

Fe3+/Fe2+

=0.771v

解:

加入CN-后:Fe3+

+6CN-=[Fe(CN)6]3-

Kf(1)

Fe2+

+6CN-=[Fe(CN)6]4-

Kf(2)

當(dāng)c(CN-)=c([Fe(CN)6]3-)=c([Fe(CN)6]4-)=1.0mol·L-1時(shí),

[Fe3+]=1/Kf(1);[Fe2+]=1/Kf(2)

∴Φ=Φ

θ+0.0592lgKf(2)/K

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