大学有机化学-第5章-沉淀溶解平衡.ppt

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1、第五章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡,第5节 沉淀溶解平衡,1,难溶电解质的溶度积,什么是难溶电解质？什么是沉淀溶解平衡？沉淀溶解平衡的常数称为什么？其表达式如何书写？沉淀溶解平衡常数有哪些特点？如何获得沉淀溶解平衡常数的数值？,难溶电解质 通常将298.15K时，通常在100g水中溶解度小于0.01 g的化合物称为难溶电解质。沉淀溶解平衡难溶电解质在水中，在水分子的作用下，有解离形成水合阴阳离子的趋势（溶解过程），同时这些水合阴阳离子也有重新回到难溶电解质表面的趋势（沉淀过程）。溶解过程和沉淀过程速率相等时即达到沉淀溶解平衡。,3,1.溶度积沉淀溶解平衡常数 Ksp 溶度积常数，简称溶度积。Ksp

2、具有标准平衡常数的特征，取决于难溶电解质的本性和温度。Ksp反映了难溶电解质溶解能力。Ksp值可以通过查表得到 课本 P138 例5-17,什么是难溶电解质的溶解度？溶解度和溶度积的换算关系如何？如何用溶度积来比较难溶电解质的溶解度大小？,2.溶度积和溶解度,溶解度（s/molL-1）：一定温度下1L难溶电解质饱和溶液中所含溶质的物质的量。设难溶强电解质 在纯水中的溶解度为s,则达到平衡有,ms,ns,6,AB型,AB3或A3B型,AB2或A2B型,平衡浓度/（mol/L),对同一类型难溶电解质可以用Ksp的大小来比较其s的大小，Ksp越大，则s越大。对于不同类型的难溶电解质，则不能通过Ksp

3、直接比较溶解度的大小，而是需要通过具体计算对s加以判断。课本 P139 例5-18,7,例：比较室温下AgCl和Ag2CrO4的溶解度,298K,Ksp(AgCl)1.7710-10，Ksp(Ag2CrO4)1.1210-12，,影响沉淀溶解平衡移动的因素有哪些？这些因素作用的机制如何？,3.沉淀溶解平衡的移动 有两种重要因素影响沉淀溶解平衡的移动：同离子效应、盐效应a.同离子效应 在难溶电解质饱和溶液中加入与其含有相同离子的强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的效应。课本 P140 例5-19b.盐效应 将难溶电解质溶液置于与其没有相同离子的强电解质溶液中，而使难溶电解质的溶解度增大的效应。

4、,9,什么是难溶电解质的离子积，其与溶度积有何区别和联系？什么是溶度积规则？,溶度积规则通过Q和Ksp的比较，判断沉淀平衡移动的方向。,离子积 Q：,在某一状态下，难溶电解质的溶液中离子浓度的乘积为离子积，符号Q表示。,Q Ksp，过饱和溶液，沉淀析出。,4.溶度积规则,11,化学热力学等温方程式有：,5.5.2 沉淀的生成和溶解,1.沉淀的生成 根据溶度积的规则，条件：过饱和溶液，生成沉淀常用方法：（1）加入沉淀剂。如在AgNO3溶液中加入KCl溶液，当 时，就会有AgCl沉淀析出，而KCl就是沉淀剂。课本 P141 例5-20（2）控制溶液的酸度，即pH。一些阴离子 在形成难溶电解质时，受

5、到溶液酸度的影响。,12,加入沉淀剂例：25时，某种溶液中，c(SO42-)为 6.010-4 molL-1。若在 40.0L该溶液中，加入 0.010 molL-1 BaCl2溶液 10.0L，是否能生成BaSO4 沉淀？,13,有BaSO4沉淀生成,控制溶液pH值,一些阴离子（CO32-，PO43-，OH-，S2-）在形成难溶电解质时，受到溶液酸度的影响。,例5-21：使浓度为0.01molL-1的Fe3+开始沉淀和沉淀完全时溶液的pH？已知,解：Fe(OH)3(s)=Fe3+(aq)+3OH-(aq),沉淀开始时为饱和溶液,开始沉淀时pOH=12.19，pH=1.81,14,沉淀完全时，

6、,15,课本 P142 例5-22,2.分步沉淀,溶液中若同时存在两种或以上可与某沉淀剂反应的离子，则加入这种沉淀剂时存在先后沉淀即为分步沉淀。离子积先超过其溶度积的难溶电解质先发生沉淀。,16,17,分步沉淀的两种情况：（1）生成的沉淀类型相同。被沉淀离子的起始浓度基本相同时，依据各沉淀溶度积由小到大的顺序依次生成各种沉淀。例如溶液中同时存在浓度均为0.01 的 三种离子，在溶液逐滴加入0.1 的 溶液，则最先生成AgI,然后是AgBr,最后是AgCl沉淀。（2）生成的沉淀类型不同。可能离子的起始浓度不同，不能只根据溶度积的大小判断沉淀的顺序，必须根据溶度积规则先算出各种离子沉淀所需沉淀剂的

7、最小浓度，然后按照所需沉淀剂的最小浓度判断依次生成的各种沉淀。课本 P142 例5-23,3.沉淀的溶解,依据溶度积规则，具备条件Q Ksp可使沉淀析出。那么相应减小相关离子的浓度使 得Q Ksp，沉淀就会溶解。减小离子浓度的办法有：1、酸溶解法,由在难溶电解质饱和溶液中加入酸后，酸与溶液中的阴离子生成弱电解质或气体，降低了阴离子的浓度，沉淀发生了溶解。例如：溶于盐酸，其反应过程如下：,18,溶液中的氢氧根离子参与两个平衡系统，即水的解离平衡和 的沉淀溶解平衡，使得两个平衡相互竞争 而构成多重平衡关系，这个平衡叫做竞争平衡，其平衡常数叫做竞争平衡常数，用符号 表示。,19,由于弱电解质水的生成

8、，显著降低了氢氧根离子的浓度，使沉淀溶解，只要有足够量的盐酸就可使沉淀完全溶解。总反应为：,的大小可以判断难溶物的酸溶情况。,越大，难溶物越易溶于酸,越小，难溶物越难溶于酸,应用酸溶解硫化物时，其竞争平衡如下：,例如：这些硫化物溶于酸的竞争平衡常数,从数值上可以看出，MnS的酸溶解平衡常数较大，说明反应的完全程度高，CuS的酸溶解平衡常数很小，说明其在酸中的溶解度很低。实验证明：MnS易溶于强酸，甚至可以溶于弱酸醋酸中；FeS可溶于酸（如盐酸）中，但不溶于醋酸等弱酸；CuS几乎不溶于非氧化性强酸中，只溶于氧化性强酸如硝酸中。课本 P144 例5-24,3.氧化还原法 在沉淀溶解平衡系统中加入适

9、当的氧化剂或者还原剂，使相关离子发生氧化还原反应来降低离子的浓度，使沉淀溶解。3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O,2.配位溶解法 在沉淀溶解平衡系统中加入配位剂，使相关离子结合形成稳定的配离子，从而沉淀溶解。AgCl(s)+2NH3=Ag(NH3)2+Cl-,22,4.沉淀的转化,23,往含有沉淀的溶液中加入适当的试剂，与沉淀中的某一种离子结合生成更难溶的物质，这一过程称为沉淀的转化。例如：往含有 白色沉淀的溶液中滴加KI溶液，白色沉淀转化为橙黄色的 沉淀，反应如下：,总反应方程式,数值较大，说明沉淀的转化较易发生。一般来说，溶度积较大的沉淀易转化为溶度积较小的沉淀。课后作业课本 P147 习题,24,本节课结束谢谢！,