第9章_沉淀溶解平衡.ppt

1、1,第9章 沉淀溶解平衡,2,9.1 溶度積常數(shù),一、 溶度積和溶解度 (一)溶度積常數(shù) AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 當(dāng)溶解與結(jié)晶速度相等時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài) KAgCl = Ag+Cl- 為一常數(shù)， 該常數(shù)稱為溶度積常數(shù)，用Ksp表示。 AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) 則Ksp, AnBm= Am+nBn-m,3,例1、計(jì)算298K時(shí)AgCl的Ksp,AgCl 解： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq),(1)同一類型的電解質(zhì)，可以用Ksp直接比較溶解度的大小;(2)不同類型的難溶電解質(zhì)，不能用Ksp比較，必須計(jì)算后比較。,4,(二)

2、溶度積與溶解度之間的關(guān)系,例2、已知Ksp,AgCl 1.78 10-10， Ksp,Ag2CrO4 2.0 10-12，試求AgCl和Ag2CrO4的溶解度 解：（1）設(shè)AgCl的溶解度為S1（moldm-3),則： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡 S1 S1,(2)設(shè)Ag2CrO4的溶解度為S2（moldm-3),則： Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) 平衡 2S2 S2,5,例3、把足量的AgCl放入1dm3 1 .0 moldm-3的鹽酸溶液中溶解度是多少 解： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡 S S

3、1 1,6,(三)溶度積規(guī)則,離子積,某難溶電解質(zhì)溶液中，其離子濃度系數(shù)次方之積稱離子積，用Q表示。,離子積和反應(yīng)商意義是相同的，溶度積是離子積的一種特例（平衡態(tài)的離子積），,溶度積規(guī)則,根據(jù)Q和Ksp的相對(duì)大小， 判斷沉淀是否生成或溶解的規(guī)則稱溶度積規(guī)則。,7,AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq),(1) QKsp 時(shí)，沉淀從溶液中析出（溶液過飽和） (2) Q=Ksp 時(shí)，沉淀與飽和溶液的平衡 QKsp 時(shí)，溶液不飽和，若體系中有沉淀， 則沉淀會(huì)溶解,Q = Am+nBn-m,8,例： CaCO3 Ca2+ + CO32- （1）往盛有1.0 dm3純水中加入0.1 cm

4、3濃度為0.01 mol dm-3 的CaCl2和Na2CO3: Ca2+ = CO32- = 0.110-3 0.01/1.0 = 10-6 mol dm-3 Q = Ca2+ CO32- = 10-12 Ksp,CaCO3=4.96 10-9 因此無 CaCO3沉淀生成。,9,（2）改變CaCl2和Na2CO3的濃度為1.0 mol dm-3 ,則 Ca2+ CO32- = 10-4 moldm-3 Q = Ca2+ CO32- = 10-8 Ksp,CaCO3 因此有CaCO3沉淀生成。,10,(四)同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng),1.同離子效應(yīng)使難溶電解質(zhì)的溶解度降低。,例. 求298K時(shí),BaS

5、O4在0.010 molL-1 Na2SO4 溶液中的溶解度(gL-1)。Ksp(BaSO4) =1.0810-10,解：設(shè)所求BaSO4的溶解度為s molL-1,平衡濃度/molL-1,s 0.010 + s = 0.010,Ksp = Ba2+ SO42-= 0.010s =1.0810-10,s = 1.0810-8 molL-1,BaSO4式量為233.3,s1.0810-8molL-1233.3gmol-1 2.5210-6 gL-1,答:所求溶解度為2.5210-6 gL-1,11,同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng),2.鹽效應(yīng)增大難溶物的溶解度,溶液中加入不含相同離子的可溶性鹽，可以增大難溶電

6、解質(zhì)的溶解度的現(xiàn)象稱鹽效應(yīng)。,鹽效應(yīng)作用原理,鹽效應(yīng)是由于溶液中的離子強(qiáng)度增大，使離子的活度降低，從而使QKsp，促使了難溶電解質(zhì)的溶解。,產(chǎn)生同離子效應(yīng)的同時(shí)，總會(huì)伴隨有鹽效應(yīng)，但同離子效應(yīng)是主要的。,3.同離子效應(yīng)的應(yīng)用,(1)加入過量沉淀劑可使被沉淀離子沉淀完全。通常過量20-50%。 (2)洗滌離子沉淀物時(shí)，用含有相同離子的溶液洗滌，可減少沉淀的損失。,12,9.2 沉淀溶解平衡的移動(dòng),一、沉淀的生成 當(dāng) 時(shí)有沉淀生成。,13,例1、向1.0 10-3 moldm-3 的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液,求開始有Ag2CrO4沉淀生成時(shí)的Ag+? CrO42-沉淀完全時(shí), Ag+=

7、 ? 解: Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42- Ksp = Ag+2 CrO42-,CrO42-沉淀完全時(shí)的濃度為1.0 10-5 moldm-3 故有,14,例2、向0.1 moldm-3 的ZnCl2溶液中通H2S氣體至飽和時(shí)，溶液中剛有ZnS沉淀生成，求此時(shí)溶液的H+ = ? 解: ZnS Zn2+ + S2-,H2S 2H+ + S2-,= 0.21 moldm-3,15,二、 沉淀的溶解 Q Ksp 時(shí),沉淀發(fā)生溶解，使Q減小的方法有： (1) 利用氧化還原方法降低某一離子的濃度。 (2) 生成弱電解質(zhì)。如： H2S FeS Fe2+ + S2- S + NO + H2O,1

8、6,例. 使0.01 mol SnS溶于1 dm-3 的鹽酸中，求所需鹽酸的最低濃度 ? 解: SnS Sn2+ + S2- Ksp = Sn2+S2-,故所需鹽酸的起始濃度為:0.96 + 0.02 = 0.98mol L-1,0.01 mol SnS溶解將產(chǎn)生0.01 mol的H2S H2S 2H+ + S2-,17,三、 分步沉淀 在一定條件下使一種離子先沉淀而其他離子在另一條件下沉淀的現(xiàn)象。 對(duì)同一類型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且Ksp相差越大分步沉淀越完全，對(duì)不同類型的沉淀，其沉淀先后順序要通過計(jì)算才能確定。,18,同一種沉淀劑可以使溶液中不同離子先后析出的現(xiàn)象叫分步沉淀。,例如，

9、在0.1molL-1的Cl-和I-的溶液中加入AgNO3溶液，可以發(fā)生分步沉淀,Ksp (AgI) = 1.510-16 Ksp (AgCl) = 1.5610-10,溶解度小的優(yōu)先沉淀,I-離子開始沉淀時(shí)I- = 0.1molL-1,Cl-離子開始沉淀時(shí)Cl- = 0.1 molL-1,AgCl開始析出時(shí)，溶液中的 -濃度為,19,例1：如果溶液中Fe3+和Mg2+的濃度均為0.10 moldm-3, 使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀的條件是什么? 解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ksp = Fe3+OH-3 = 4.0 10-38 Fe3+ 沉淀完全時(shí)的OH-為:,pOH

10、 = 10.8 , pH = 3.2,20,Mg(OH)2=Mg2+2OH- Ksp=Mg2+OH-2 Mg2+開始沉淀的pH值為:,pOH = 4.9, pH =9.1 因此, 只要控制pH值在3.2 9.1之間即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。,21,例2、如果溶液中Zn2+和Fe2+的濃度均為0.10 moldm-3,能否利用通入H2S氣體使Zn2+和Fe2+定量分離？Zn2+和Fe2+分離完全的pH值為多少? 解： Zn2+ + H2S ZnS + 2H+ -(1) Fe2+ + H2S FeS + 2H+ -(2),22,Zn2+ 沉淀完全時(shí)的pH值為：,pH = 2.91 控制pH值在2.62-2.91之間即可將Zn2+和Fe2+分離完全,pH = 2.62 Fe2+ 開始沉淀時(shí)的pH值為：,23,四、沉淀的轉(zhuǎn)化,在含有沉淀的溶液中，加入適當(dāng)試劑，與某一離子結(jié)合成為更難溶和物質(zhì)，叫做沉淀的轉(zhuǎn)化。,下面是一份沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)報(bào)告:,反應(yīng)方程式,Pb