难溶强电解质的沉淀-溶解平衡(2节).ppt

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1、第六章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡,主讲：符小文,第六章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡,在水中的溶解度小于0.1g/L的强电解质称为 难溶强电解质。,当难溶强电解质溶于水并成为饱和溶液时，固体和它相应离子间建立沉淀-溶解平衡。,本章学习要求1、掌握难溶强电解质的标准溶度积Ksp的 表达式及溶度积和溶解度的关系；2、掌握溶度积规则，熟练应用溶度积规则 判断沉淀的生成、溶解及沉淀的先后顺序。,K sp:标准溶度积常数standard solubility product constant,例：把 AgCl(s)放入水，则有：,第一节 标准溶度积常数,沉淀-溶解平衡,标准平衡常数表达式为：,上式表

2、明：在一定温度下，难溶强电解质饱和溶液中离子的相对浓度各以其化学计量数为幂指数的乘积为一常数。此常数称为标准溶度积常数。,SI单位：1,nju纽,一、标准溶度积常数,标准溶度积常数的大小反映了难溶强电解质的溶解能力的大小，Ksp越小，难溶强电解质就越难溶于水。Ksp只与温度有关，而与电解质离子的浓度无关。,Ksp见361页附录四,例6-1 298.15 K 时，Mg(OH)2 在水中达到沉淀-溶解平衡，溶液中Mg2+和OH-的浓度分别为 1.110-4 molL-1和2.210-4 molL-1，计算该温度下Mg(OH)2的标准溶度积常数。,解：,二、标准溶度积常数与溶解度的关系,Ksp和 S

3、 都可用来衡量难溶电解质的溶解能力，二者可互换算。,Ksp:在一定温度下，难溶强电解质饱和溶 液中离子的相对浓度各以其化学计量 数为幂指数的乘积为一常数。,S:在一定温度下，难溶电解质饱和溶液的浓度 单位为 molL-1。,已知298K时，AgCl 的 Ksp=1.710-10,CaSO4 的 Ksp=7.110-5,Ag2CrO4 的Ksp=1.110-12。计算它们的 S。,=S12,=1.310-5(mol L-1),解：,s1 s1,（1）,CaSO4 Ca2+SO42-s2 s2,=8.410-3(mol L-1),Ag2CrO4 2Ag+CrO42-2s3 s3,=6.510-5(

4、mol L-1),=4s33,比较分析：,结论：,同类型：Ksp 越大，s越大；反之亦然。不同类型：不能直接比较，要通过计算。,第二节 沉淀的生成和溶解,formation and solubilization of precipition,一、溶度积规则 solubility product rule,讨论溶度积规则前，先引入 反应商J 的概念。它表示任意情况下难溶强电解质溶液中离子浓度幂次方的乘积。(65页)表达式如 PbI2 J=c(Pb2+)c 2(I-),注意：J 和 Ksp 的表达式类似，但概念有区别。前者指任意条件下，J 可以是任意数值；后者指一定温度、饱和溶液中，Ksp为一定值

5、。Ksp是 J 的特例。,（1）当 时，为不饱和溶液。不会有沉淀析出，若溶液中有难溶强电解质固体，则固体溶解，直至重新达到沉淀-溶解平衡。,这就是沉淀-溶解平衡的反应商判据，也称溶度积规则。利用溶度积规则，可以判断沉淀的生成或溶解。,在任意给定的溶液中，有三种可能：,（2）当 时，为饱和溶液。沉淀-溶解反应处于平衡状态。,（3）当 时，为过饱和溶液。此时将析出沉淀,直至溶液达到饱和，重新达到沉淀-溶解平衡。,二、沉淀的生成,根据溶度积规则，欲生成沉淀，必须 J Ksp。,例6-4 将10 mL 0.010 molL-1BaCl2溶液与30 mL 0.040molL-1 Na2SO4 溶液混合，

6、能否析出 BaSO4 沉淀？,查表得：Ksp(BaSO4)=1.110-10。,解：,两种溶液混合后，Ba2+和 的浓度分别为：,混合后，反应商为：,由于J Ksp(BaSO4),为过饱和溶液，混合后能析出 BaSO4 沉淀。,三、沉淀的溶解,根据溶度积规则，欲沉淀溶解，必须 J Ksp。,沉淀物 MaAb,即J=ca(M)cb(A)Ksp,降低难溶电解质离子浓度的方法：,生成弱电解质 见155页,发生氧化还原反应,生成配离子 见278-279页,四、同离子效应和盐效应,在难溶强电解质饱和溶液中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质时，则沉淀-溶解平衡向生成沉淀的方向移动，该现象称同离子效应co

7、mmon ion effect。,例6-5 计算 298.15 K 时 Ag2CrO4 在0.010mol/L K2CrO4溶液中的溶解度。,解：,Ag2CrO4 在水中的沉淀-溶解反应为：,0.010 molL-1s0.010 molL-1,2s,平衡时,298.15 K 时 Ag2CrO4 在 0.010 molL-1 K2CrO4 溶液中的溶解度为：,6.510-5 mol L-1,Ag2CrO4 纯水 0.1mol/LK2CrO4,s,5.210-6 mol L-1,计算结果表明，同离子效应的结果使难溶电解质的溶解度降低。,153页,157页,第六章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡,在难

8、溶强电解质溶液中加入不具有相同离子的易溶强电解质，将使难溶强电解质的溶解度增大，这种现象也称为盐效应satl effect。,由于加入易溶强电解质后，溶液中阴、阳离子的浓度增大，难溶强电解质的阴、阳离子受到了较强的牵制作用，降低了它们的有效浓度，使沉淀反应速率减慢，难溶强电解质的溶解速率暂时大于沉淀速率，平衡向沉淀溶解的方向移动。,原因:,盐效应与同离子效应作用正相反。一般忽略不计.,第三节 分步沉淀和沉淀的转化,如果在溶液中有两种以上的离子可与同一试剂反应产生沉淀，首先析出的是反应商J最先达到Ksp的物质。这种按先后顺序沉淀的现象，称为分步沉淀。,一、分步沉淀,通过计算得出：同类型难溶电解质

9、，Ksp小的先沉淀；当溶液中离子浓度被沉淀剩余至 c 10-5 mol L-1，视沉淀完全。利用分步沉淀可达到分离的目的。,例6-6 在 0.010 molL-1 I-和 0.010 molL-1 Cl-混合溶液中滴加AgNO3溶液时，哪种离子先沉淀？当第二种离子刚开始沉淀时，溶液中第一种离子的浓度为多少（忽略溶液体积的变化)？,解:,查表,KSP(AgI)=8.310-17,KSP(AgCl)=1.810-10,KSP(AgI)KSP(AgCl),先生成AgI沉淀,解二见158页,AgCl开始沉淀时，溶液中Ag+的相对浓度是：,此时，溶液中 I-的相对浓度为:,AgCl开始沉淀时,I-浓度低

10、于1.010-5molL-1，已经沉淀完全。,二、沉淀的转化,把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，称为沉 淀的转化。沉淀转化反应的进行程度，可以利用反应的标准平衡常数来衡量。沉淀转化反应的标准平衡常数越大，沉淀转化反应就越容易进行。若沉淀转化反应的标准平衡常数太小，沉淀转化反应将是非常困难，甚至是不可能的。,例6-8 欲使 1.0 g BaCO3 沉淀转化为 BaCrO4 沉淀，需要加入多少毫升 0.10 molL-1 K2CrO4 溶液？,解：,沉淀转化反应为：,此反应的标准平衡常数为：,设加入 x ml的0.10molL-1K2CrO4溶液，则沉淀转化完全后，溶液中 的浓度为：,开始：,0.

11、10mol/L,0,平衡：,0.10-,0.10-,=22,欲使 1.0 g BaCO3 沉淀转化为BaCrO4沉淀，加入0.10 molL-1 K2CrO4 溶液的体积应不小于 54 mL。,x=53.3 ml 54 ml,第四节 沉淀-溶解平衡在医学上的应用,骨骼的形成与龋齿的产生尿结石的形成钡餐的制备,自学,难溶强电解质的沉淀-溶解平衡 Ksp 与 S 的关系：同类型：Ksp 越大，S 越大；不同类型：通过计算才能比较。影响平衡因素：同离子效应和盐效应。判断沉淀的生成与溶解：利用溶度积规则 计算时注意：写出反应式、标准溶度积表达式，特别注意浓度的方次 符号书写要规范,小结,162-164

12、页,作业,29,第六章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡,1、298.15K时，已知难溶电解质MXz的标准溶度积常数为 Ksp，溶解度为s，其Ksp与s的关系是（）。,Ksp=zzsz+1,2、在难溶强电解质溶液中，标准溶度积常数和溶解度都能反映强溶电解质能力。两种难溶电解质，其Ksp 较大者，其溶解度也较大。（）,3、已知Ksp=5.610-12，0.010mol MgCl2固体溶于1升pH=10的溶液中，下列哪一个说法正确？A、溶液刚好饱和，无Mg(OH)2沉淀生成；B、溶液未达饱和，无Mg(OH)2沉淀生成；C、有Mg(OH)2沉淀生成；D、无法确定是否生成Mg(OH)2沉淀。,C,4、根据

13、溶度积规则，使沉淀溶解的必要条件是（）。Mg(OH)2的标准溶度积常数 与溶解度s之间的关系是（）,5、已知25时，=1.210-10,=6.810-17,=1.810-8,若它们的溶解度依次为 s1,s2,s3，则溶解度的相对大小为A、s1 s2 s3 B、s1 s3 s2 C、s3 s1 s2 D、s2 s1 s3,C,6、两种难溶电解质，其标准溶度积常数大者，溶解度必然也较大。（）,7、已知（PbI2）=（CaCO3），因此 PbI2和CaCO3在水中的溶解度相等。（）,8、已知25时，(AgCl)=1.510-10,(AgI)=1.510-17,在Cl-、I-的浓度均为1.010-3mol/L的混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，最先生成的沉淀是（）。当最后一种离子开始沉淀时,最先沉淀的离子的浓度是（）,AgI,当AgCl开始沉淀时，Ag+=1.510-7mol/L,I-=1.510-17/1.510-7=1.010-10(mol/L),1.010-10mol/L,9、某难溶强电解质A2B在水溶液中达到沉淀-溶解平衡时，ceq(A+)=x molL-1,ceq(B2-)=y molL-1，则(A2B)=x2y。(),