沉淀溶解平衡ppt课件.ppt

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1、已知牙齿表面有一层坚硬的牙釉质羟基磷酸钙,Ca,5,(PO,4,),3,(OH),，它对牙齿起到保护作用。使用含,氟牙膏能生成,更难溶且耐酸,的氟磷酸钙,Ca,5,(PO,4,),3,F,覆盖在牙齿表面，抵抗,+,的侵袭,。,情景,1,：,情,景,2,：,化学平衡状态,1,、定义：,在一定条件下的可逆反,应，正反应和逆反应速率相,等，反应混合物中各组分的,浓度保持不变的状态。,2,、特征,：,、逆：,可逆反应（条件一定）,、等：,、定,：,、动：,、变：,V,正,=V,逆,各组分的,浓度,、,百分含量,保持不变,动态平衡，,V,正,=V,逆,0,外界条件一旦改变，平衡随之破坏。,知识回顾,一定

2、温度下，可逆反应：,aA,bB cC,dD,K,=,c,c,（,C,）,c,d,（,D,）,c,a,（,A,）,c,b,（,B,）,意义：,K,的大小说明反应进行的,限度,一定温度下，利用,K,与任意时刻,浓度商,Q,的,大小比较，可预测反应进行的,方向,。,Q,K,，,Q,=,K,，,Q,K,，,平衡,逆向,移动，直至达新的化学平衡状态,化学平衡状态,平衡,正向,移动，直至达新的化学平衡状态,难溶,微溶,可溶,易溶,0.01 1 10,(Sg/100g,水,),习惯上,将溶解度小于,0.01,克的电解质称为,难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，,但不会等于,0,，没有绝对不溶的物质。,探

3、究实验：,（,1,）将少量的,PbI,2,固体加到盛,有一定量水的试管中，振荡，静,置一段时间。,溶解在水中的,Pb,2,和,I,又,能否结合生成,PbI,2,沉淀呢？,（,2,）取,上层清液,12ml,，加入,试管中，逐滴加入,KI,溶液,，振荡，,观察实验现象。,思,考,一定温度下，沉淀溶解成离子的速率,等,于,离,子重新结合成沉淀的速率，形成,饱和,溶液，固体,质量和溶液中各离子的浓度保持,不变,的状态。,例如：,AgCl(s)Ag,+,+Cl,-,溶解,沉淀,1,、定义：,一,、,沉淀溶解平衡,PbI,2,(s),Pb,2,(aq),2I,(aq),溶解,沉淀,V,溶,V,沉,=,=,

4、0,速率,V,0,时间,t,.,.,V,溶,V,沉,t1,等,2,、特征：,、,定,、,动,、,变,3,、影响沉淀溶解平衡的因素：,内因：,难溶物质本身性质,主要决定因素,外因：,（,1,）浓度,（,2,）温度,（,3,）同离子效应,加水，平衡向溶解方向移动,升温，多数平衡向溶解方向移动,向平衡体系中加入相同的离子,使平衡向沉淀方向移动,（,4,）其他,向平衡体系中加入可与体系中某些离,子反应生成更难溶物质或气体时，平衡正移,CaCO,3,Ca,2+,+CO,3,2-,4,、溶度积常数,(K,sp,),PbI,2,(s,）,Pb,2+,+2I,-,25,时溶度积：,在一定温度下，难溶电解质在溶

5、液中达到沉淀溶解,平衡时，离子浓度保持不变。其离子浓度的化学计,量数次方的乘积为一个常数，称之为,溶度积常数,简称溶度积，用,K,sp,表示。,=,7.1,10,-9,mol,3,?,L,-3,K,sp,=,PbI,I,Pb,K,2,2,2,?,?,?,K,sp,值的大小只与难溶电解质本身的,性质,和,温度,有关，与浓度无关。,K PbI,2,=,Pb,2,+,I,-,2,难溶物,Ksp,表达式,AgCl,AgBr,AgI,Mg(OH),2,Cu(OH),2,=Ag,+,Cl,-,=Ag,+,Br,-,=Ag,+,I,-,=Mg,2+,OH,-,2,=Cu,2+,OH,-,2,Ksp,值,（,

6、25,）,溶解度（,g,）,1.8,10,-10,mol,2,?,L,-2,1.8,10,-4,5.0,10,-13,mol,2,?,L,-2,8.4,10,-6,8.3,10,-17,mol,2,?,L,-2,2.1,10,-7,5.6,10,-12,mol,3,?,L,-3,6.5,10,-3,2.2,10,-20,mol,3,?,L,-3,1.7,10,-5,问题探究,（,1,）,溶度积和溶解度都可以表示物质的,溶解能力,，请根据下表分析，溶度积与溶,解度有什么,关系,？,试一试,写出下列难溶物的溶度积表达式,问题探究,(2),将,0.001mol/L NaCl,溶液和,0.001mol

7、/L,AgNO,3,溶液等体积混合,是否有,AgCl,沉淀生成,?,Q,Ag,+,Cl,-,10,6,mol,2,/,L,-2,0.001 mol/L,0.001 mol/L,K,SP,离子结合生成沉淀,(AgCl,的,K,SP,=1.8,10,10,mol,2,?,L,-2,),5,、溶度积规则：,（,1,）,K,sp,反映了,难溶电解质在水中的溶解能力,。同类型,的难溶电解质，在同温度下,，,K,sp,越大，溶解度越大,；,不同类型的难溶电解质,，,应通过计算才能进行比较,。,（,2,）,在一定温度下,，通过比较任意状态离子积,（,Q,）,与溶度积（,K,sp,）的大小，判断难溶电解质沉淀

8、溶解,平衡进行的方向。,当,Q,=,K,sp,时，,当,Q,K,sp,时，,当,Q,K,sp,时，,饱和溶液，已达到沉淀溶解平衡状态。,不饱和溶液，沉淀溶解，即反应向沉淀溶解,的方向进行，直达平衡状态（饱和为止）。,离子生成沉淀，即反应向生成沉淀方向,进行，直到平衡状态（饱和为止）。,沉淀溶解平衡,生活,自然界,生产,溶液中的化学反应,二、沉淀溶解平衡的应用,1,、沉淀的生成,（,1,）意义：在物质的检验、提纯及工厂废水的处理,等方面有重要意义。,（,2,）方法：,A,、调节,PH,法,B,、加沉淀剂法,（,3,）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完,全越好,H,2,CO,3,能否与,Ca

9、,2+,生成沉淀？,2,、沉淀的溶解,根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，,如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使,平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。例,如医院中进行钡餐透视时，用,BaSO,4,做内服造影剂，,为什么不用,BaCO,3,做内服造影剂？,BaCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光,山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。,石灰石,岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之,后，会形成各种奇形异状的,溶洞,。你知道,它是如何形成的吗,？,问题,1,：,溶洞里美丽的石笋、钟乳是如何形,成的？,Ca,2+,+2HCO,3,-,CaCO,3,+

10、CO,2,+H,2,O,CaCO,3,+CO,2,+H,2,O Ca,2+,+2HCO,3,-,问题,2,：,人口增长、燃烧煤和其他化石燃料,为什么会干扰珊瑚的生长？,学以致用,向盛有,2mL 0.1mol/L ZnSO,4,溶液的试管中,加入几滴,Na,2,S(0.1mol/L),溶液，再向其中,滴加,CuSO,4,溶液，观察沉淀颜色的变化,。,探究实验,2:,物质,ZnS,CuS,Ksp,(mol,2,L,-2,),1.6,10,-24,1.3,10,-36,沉淀颜色,白色,黑色,3,、沉淀的转化,ZnS(s)Zn,2+,(aq)+,S,2-,(aq),+,Cu,2+,(aq),CuS(s

11、),平衡向右移动,沉淀转化的实质,：,沉淀溶解平衡的移动。,沉淀转化的条件,：,难溶电解质转化成更加难溶的物质,实验现象,离子方程式,实验,1,实验,2,实验,3,白色沉淀产生,Ag,+,+Cl,-,=AgCl,白色沉淀转化为黄色,AgCl,(s),+I,-,(aq),AgI,(s),+Cl,-,(aq),黄色沉淀转化为黑色,2AgI,(s),+S,2-,(aq),Ag,2,S,(s),+2I,-,+(aq),Ag,+,+Cl,-,AgCl(s)+I,-,(aq)AgI(s)+S,2-,(aq),?,在工业废水的处理过程中，常用,FeS(s)MnS(s),等难溶物作,为沉淀剂除去废水中的,Cu

12、,2+,、,Hg,2+,、,Pb,2+,等重金属离子。,Ksp(FeS)=6.3,10,-18,mol,2,?L,-2,Ksp(CuS)=1.3,10,-36,mol,2,?L,-2,Ksp(HgS)=6.4,10,-53,mol,2,?L,-2,Ksp(PbS)=3.4,10,-28,mol,2,?L,-2,练习,：写出,FeS(s),与废水中的,Cu,2+,、,Hg,2+,、,Pb,2+,的反应离子方,程式。,FeS(s)+Cu,2+,(aq)=CuS(s)+Fe,2+,(aq),FeS(s)+Pb,2+,(aq)=PbS(s)+Fe,2+,(aq),FeS(s)+Hg,2+,(aq)=H

13、gS(s)+Fe,2+,(aq),沉淀转化原理利用,:,Cu,2+,(aq)+MnS(s)=CuS(s)+Mn,2+,(aq),Cu,2+,+H,2,S=CuS,?,+2H,+,Cu,2+,+S,2-,=CuS,?,Cu,2+,+HS,-,=CuS,?,+H,+,说明,:,用,MnS,、,H,2,S,、,Na,2,S,、,NaHS,、,(NH,4,),2,S,作沉,淀剂都能除去工业废水中的,Cu,2+,、,Hg,2+,、,Pb,2+,等,重金属离子。,水垢中的,Mg(OH),2,是怎样生成的,?,硬水,:,是含有较多,Ca,2+,、,Mg,2+,、,HCO,3,-,、,Cl,-,和,SO,4,

14、2-,的水,.,加热时：,Ca,2+,+2HCO,3,-,=CaCO,3,?,+CO,2,?,+H,2,O,Mg,2+,+2HCO,3,-,=MgCO,3,?,+CO,2,?,+H,2,O,MgCO,3,+H,2,O=Mg(OH),2,+CO,2,?,为什么在水垢中镁主要以,Mg(OH),2,沉淀,形式存在，而,不是以,MgCO,3,沉淀,的形式存在？比较它们饱和时,Mg,2+,的大小。,1,3,6,3,2,3,10,6,.,2,10,8,.,6,),(,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,L,mol,MgCO,Ksp,Mg,MgCO,的饱和溶液中：,在,1,4,3,12,3,2,2,2,

15、10,1,.,1,4,10,6,.,5,4,),),(,(,),(,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,L,mol,OH,Mg,Ksp,Mg,OH,Mg,饱和溶液中：,在,MgCO,3,沉淀溶解平衡：,MgCO,3,(s)Mg,2+,+CO,3,2-,L,mol,MgCO,Ksp,CO,/,10,6,.,2,10,8,.,6,),(,3,6,3,2,3,?,?,?,?,?,?,?,?,CO,3,2-,水解平衡：,CO,3,2-,+H,2,O HCO,3,-,+OH,-,4,11,14,2,10,79,.,1,10,5,.,5,10,?,?,?,?,?,?,?,?,a,w,h,K,K,K,1

16、,4,3,4,10,6,.,6,10,6,.,2,10,79,.,1,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,L,mol,C,K,OH,h,9,2,4,3,2,2,10,2,.,1,),10,6,.,6,(,10,6,.,2,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,OH,Mg,Q,c,因为,Q,c,K,sp,(Mg(OH),2,),所以有,Mg(OH),2,沉淀析出。,即加热后，,MgCO,3,沉淀转化为,Mg(OH),2,。,因此硬水加热后的水垢的主要成分是,CaCO,3,和,Mg(OH),2,而不是,CaCO,3,和,MgCO,3,.,洗涤水垢的方法：,除出水垢中的

17、,CaCO,3,和,Mg(OH),2,用食醋，,CaCO,3,+2CH,3,COOH=(CH,3,COO),2,Ca+CO,2,?,+H,2,O,Mg(OH),2,+2CH,3,COOH=(CH,3,COO),2,Mg+2H,2,O,小,结,沉淀溶解平衡,溶度积,沉淀溶解平衡的应用,1.,沉淀的溶解与生成,2.,沉淀的转化,1.,将,4,10,-3,mol/L,的,Pb(NO,3,),2,溶液与,4,10,-3,mol/L,的,KI,溶液等体积混合能否,有沉淀析出？,(K,sp,(PbI,2,)=7.1,10,-9,mol,3,?,L,-3,),2,、,牙齿表面由一层硬的、组成为,Ca,5,(

18、PO,4,),3,OH,的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：,Ca,5,(PO,4,),3,OH,（,s,）,=5Ca,2+,+3PO,4,3-,+OH,-,进食后，,细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就,会受到腐蚀，其原因是,。已,知,Ca,5,(PO,4,),3,F,（,s,）的溶解度比上面的矿化产物更,小、质地更坚固。用离子方程表示当牙膏中配有,氟化物添加剂后能防止龋齿的原,因,。,3,、讨论：,对于平衡,AgCl,（,S,）,Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq),若改变条件，对其有何影响,改变条件,平衡移动方向,C,（,Ag,+,）,C,（,Cl,-,）,升,温,加,水,加,AgCl,（,s,）,加,NaCl,（,s,）,加,NaI,（,s,）,加,AgNO,3,(s),加,NH,3,H,2,O,不变,不变,不移动,不变,不变,溶度积规则,1,、,Q,K,sp,时，,过饱和溶液,，生成,沉淀,2,、,Q,=K,sp,时，沉淀溶解平衡,3,、,Q,K,sp,时，,不饱和溶液,，,沉淀溶解,