第六章-沉淀溶解平衡課件

第一節(jié)難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡第二節(jié)影響沉淀溶解平衡的因素第三節(jié)溶度積規(guī)則第四節(jié)沉淀溶解平衡的應(yīng)用第六章沉淀溶解平衡千奇百怪的溶洞世界第一節(jié)難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡一、溶度積二、溶度積與溶解度一、溶度積難溶并非不溶，沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)；通常把溶解度小于0.01g/100H2O的物質(zhì)，稱為難溶物；難溶電解質(zhì)在水中的溶解度雖小，但溶解的部分完全電離，溶液中不存在未電離的分子，所以也稱為難溶強(qiáng)電解質(zhì)，或難溶鹽。一定溫度下，將難溶電解質(zhì)晶體放入水中時(shí)，就發(fā)生溶解和沉淀兩個(gè)過程。

在一定條件下，當(dāng)溶解和沉淀速率相等時(shí)，便建立了一種動(dòng)態(tài)的多相離子平衡一、溶度積溶解沉淀

])/(SO42-][)/(Ba2+[)BaSO4(

=cccc可簡(jiǎn)寫為：—溶度積常數(shù)，簡(jiǎn)稱溶度積。一般沉淀反應(yīng)：(aq)mB(aq)nA

AnBm(S)n-m++mnnm)}(B{)}(A{)(AnBm-+=cc

[c(SO42-)](Ba2+)][)BaSO4(=c二、溶度積與溶解度

難溶電解質(zhì)的溶解度是指在一定溫度下，1L難溶電解質(zhì)的飽和溶液中難溶電解質(zhì)溶解的量，用S表示，單位mol.L-1。溶度積與溶解度都反映難溶電解質(zhì)溶解的難易，但兩者又有不同溶度積反映溶解作用進(jìn)行的傾向，僅與溫度有關(guān)，而與離子濃度無(wú)關(guān)。

溶解度不僅與溫度有關(guān)，與離子濃度也有關(guān)。例：25oC，已知(Ag2CrO4)=1.1×10-12，求同溫下S(Ag2CrO4)/g·L-1。解：)aq(CrO(aq)2Ag

(s)CrOAg4422-++平衡濃度（mol.L-1）24242)}CrO({)}Ag({)CrOAg(-+=cc5312105.6

,4101.1--×==×xx42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg

331.7105.6----×=××=S

2x

x例：試求AgCl和Ag2CrO4的溶解度。解：設(shè)AgCl的溶解度為S1mol.L-1，

Ag2CrO4的溶解度為S2mol.L-1S1S1同理2S2S2S1＜S2Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度

對(duì)同一類型的難溶電解質(zhì)，溶度積越大，溶解度也越大；溶度積越小，溶解度也越小。AB型A2B或AB2型A3B或AB3型返回第二節(jié)影響沉淀溶解平衡的因素一、同離子效應(yīng)二、鹽效應(yīng)三、酸效應(yīng)四、配位效應(yīng)一、同離子效應(yīng)

在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，加入與難溶電解質(zhì)具有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)，使難溶電解質(zhì)的溶解度降低的現(xiàn)象，稱為同離子效應(yīng)。例：計(jì)算298K時(shí)CaF2在水中和0.010mol.L-1Ca(NO3)2溶液中的溶解度解：（1）設(shè)CaF2在水中的溶解度為S1，S12S1（2）設(shè)CaF2在0.010mol.L-1Ca(NO3)2溶液中的溶解度為S20.010+S22S2一、同離子效應(yīng)二、鹽效應(yīng)因加入與難溶電解質(zhì)具有不同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)而使難溶電解質(zhì)溶解度增大的效應(yīng)叫鹽效應(yīng)。實(shí)質(zhì)：難溶電解質(zhì)中加入強(qiáng)電解質(zhì)后，因?yàn)槿芤褐须x子濃度增大，使離子間相互作用力增強(qiáng)，難溶電解質(zhì)所生成的離子間相互接觸機(jī)會(huì)減少，沉淀過程變得困難，此刻的沉淀速率小于溶解速率，原平衡破壞，必須加快溶解才能達(dá)到新的平衡，故使難溶電解質(zhì)的溶解度增大。

注意：如果加入具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)時(shí)，會(huì)同時(shí)出現(xiàn)同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)。三、酸效應(yīng)

溶液的酸度對(duì)沉淀溶解度的影響稱為酸效應(yīng)。對(duì)于Na2SO4、AgCl等強(qiáng)酸鹽沉淀，酸效應(yīng)對(duì)其溶解度的影響最??；對(duì)于CaCO3，CaC2O4等弱酸鹽沉淀，在其飽和溶液中加入酸，鹽的溶解度會(huì)顯著增加。例如，在CaC2O4飽和溶液中加入酸，由于CaC2O4存在下列多相平衡：四、配位效應(yīng)

在沉淀平衡體系中，若加入適當(dāng)?shù)呐浜蟿?，被沉淀的離子與配合劑發(fā)生配合反應(yīng)，也會(huì)使沉淀平衡朝著沉淀溶解方向移動(dòng)。使難溶電解質(zhì)溶解度增大。這種因加入配合劑使沉淀溶解度改變的作用稱為配位效應(yīng)。返回第三節(jié)溶度積規(guī)則離子積：一個(gè)已經(jīng)達(dá)到平衡的多相體系，當(dāng)改變?nèi)芤旱碾x子濃度時(shí)，平衡就會(huì)發(fā)生移動(dòng)，我們將某溶液中離子濃度的方次數(shù)的乘積，稱為離子積，用Q表示。離子積表達(dá)式一、溶度積規(guī)則一、溶度積規(guī)則過飽和溶液，析出沉淀飽和溶液，平衡狀態(tài)不飽和溶液，沉淀溶解例題：25℃時(shí)，晴綸纖維生產(chǎn)的某種溶液中為6.0×10-4mol·L-1。若在40.0L該溶液中，加入0.010mol·L-1BaCl2溶液10.0L，問是否能生成BaSO4

沉淀？一、溶度積規(guī)則二、溶度積規(guī)則的應(yīng)用沉淀的生成分步沉淀沉淀的溶解沉淀的轉(zhuǎn)化完全沉淀：沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)，當(dāng)析出沉淀后，總有一部分殘留在溶液中，當(dāng)溶液中這種物質(zhì)的離子濃度小于10-5mol/L時(shí)，認(rèn)為已經(jīng)沉淀完全。

在難溶電解質(zhì)溶液中，若，將會(huì)有沉淀生成，這是產(chǎn)生沉淀的必要條件。沉淀的生成選擇適當(dāng)沉淀劑，使沉淀物的溶解度盡可能小。如：沉淀Ag+，可用NaCl

作沉淀劑，因?yàn)樗娜芏确e小。加入適當(dāng)過量沉淀劑，利用同離子效應(yīng)，使沉淀完全，一般過量10%--20%。控制溶液pH值，對(duì)于生成難溶氫氧化物或硫化物的反應(yīng)，必須控制溶液的pH值。完全沉淀例：在5mL濃度為0.002mol/L

Na2SO4溶液中，加入5mL濃度為0.02mol/LBaCl2溶液，計(jì)算硫酸根離子是否沉淀完全。

解：混合后由于稀釋，所以有沉淀生成。由于所以鋇離子過量

設(shè)硫酸根離子在溶液中殘留濃度為xmol/L,0.009+xx可以認(rèn)為硫酸根離子完全沉淀。

例題：在含有0.10mol·L-1Fe3+和0.10mol·L-1Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在溶液中，應(yīng)控制pH值為多少?解：Fe3+沉淀完全pH=2.82Ni2+開始沉淀pH=6.85可將pH值控制在2.82~6.85

之間AgNO3滴加到同濃度I-、Cl-離子的溶液中，先生成AgI↓，后生成AgCl↓，這種由于難溶電解質(zhì)的溶解度不同，而先后沉淀的現(xiàn)象，稱為分步沉淀，或分級(jí)沉淀。例：0.01mol/LKI和KCl溶液中逐滴加入AgNO3，利用溶度積公式計(jì)算Cl-

和I-

的沉淀順序，能否用分步沉淀將兩者分離？分步沉淀解：c(Ag+)AgI＞KΘsp

(AgI)/c(I-)=9.3×10-17/0.01=9.3×10-15(mol/L)c(Ag+)AgCl＞KΘsp(AgCl)/c(Cl-)=1.8×10-10/0.01=1.8×10-8(mol/L)當(dāng)AgCl開始沉淀時(shí),溶液中的I-濃度是多少?如果不考慮加入試劑所引起的體積變化,Ag+濃度為1.8×10-8mol/L，則：c(I-)=KΘsp(AgI)/c(Ag+)=9.3×10-17/1.8×10-8

=5.2×10-9(mol/L)當(dāng)AgCl開始沉淀，I-已沉淀完全，可分步沉淀。

只有對(duì)同一類型的難溶電解質(zhì)，且被沉淀的離子濃度相同或相近時(shí)，逐滴加入沉淀劑，才可斷定溶度積小的先沉淀，溶度積大的后沉淀；如果難溶電解質(zhì)類型不同，或被沉淀離子的濃度不同，沉淀的順序必須通過計(jì)算才能確定。分步沉淀

據(jù)溶度積規(guī)則，在難溶電解質(zhì)的溶液中，如果，就有可能使難溶電解質(zhì)溶解，常用的方法有下列幾種：利用酸堿反應(yīng)沉淀的溶解(aq)Cl(aq))Ag(NH

(aq)2NHAgCl(s)233-+++利用配合反應(yīng)沉淀的溶解加入氧化劑或還原劑，與溶液中某一離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以降低其離子濃度。例如：由于HNO３將S2-氧化為S，S2-濃度下降，，CuS溶解。利用氧化還原反應(yīng)沉淀的溶解在實(shí)踐中，人們常根據(jù)需要，在一種多相體系中，加入某種