溶解度与溶度积.ppt

沉淀溶解平衡 溶解度与溶度积 主讲孙强强 主讲内容 学习目标 了解难溶物在水中的溶解情况 认识沉淀溶解平衡的建立过程 理解溶度积的概念 掌握溶解度与溶度积之间的关系 会进行两者之间的换算 熟悉溶度积规则 学习目标 情景引入 石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙 溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时 水分蒸发 二氧化碳压强减小以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀 这些沉淀经过千百万年的积聚 渐渐形成了钟乳石 石笋等 溶解度 定义 在一定温度下 体系达到溶解平衡时 一定量的溶剂中含有溶质的质量 叫做溶解度 通常以符号S表示 对水溶液来说 通常以饱和溶液中每100g水所含溶质的质量来表示 即以g 100g水表示 溶解度的表示 g 100g水 g L 1 mol L 1 溶解性 在水中溶解时 能形成水合阳离子和阴离子的无机化合物 称其为电解质 根据电解质溶解度的差异 习惯将其划分为易溶 可溶 微溶和难溶四个等级 S 10g易溶 S1 10g可溶 S0 01 1g微溶 S 0 01g难溶 本章主题 沉淀溶解平衡 主要讨论研究微溶和难溶的无机化合物 下文将其统称为难溶电解质 利用物质溶解度的差异 我们可以对物质进行分离和提纯 重结晶法分离或提纯物质就是对溶解度的差异的应用 溶度积 在一定温度下 将难溶电解质放入水中时 就发生溶解和沉淀两个过程 以BaSO4为例 H2O作用下 BaSO4溶解过程 BaSO4沉淀过程 难溶电解质的溶解和沉淀是两个相互可逆的过程 沉淀溶解平衡 将BaSO4晶体放入水中 开始时溶解速率较大 沉淀速率较小 在一定条件下 当溶解和沉淀速率相等时 便建立了一种动态的多相离子平衡 可表示如下 溶度积常数 简称溶度积 不同类型的难溶电解质 溶度积的表达式不同 如 PbCl2 s Pb2 aq 2Cl aq 对于一般沉淀反应 2 难溶电解质的溶度积是相应沉淀溶解平衡的标准平衡常数 其数值在稀溶液中不受其他离子存在的影响 只取决于温度 温度升高 多数难溶电解质的溶度积增大 1 沉淀溶解平衡的前提 多相离子平衡体系中 必须有未溶解固相的存在 注意 2020 3 16 14 可编辑 常见物质的K sp AgCl1 8 10 10AgBr5 2 10 13AgI8 3 10 17Ag2CrO41 1 10 12BaCO35 1 10 9BaSO41 1 10 10CaCO32 8 10 9CaC2O41 46 10 10CaC2O4 H2O4 10 9 CaSO49 1 10 6CdS8 0 10 27CuS6 3 10 36HgS4 10 53Fe OH 28 10 16Fe OH 34 10 38Mg OH 21 8 10 11Mn OH 22 06 10 13MnS2 5 10 13 溶度积与溶解度的关系 联系 溶度积与溶解度均可表示难溶电解质的溶解性 两者之间可以相互换算 区别 溶度积是一个标准平衡常数 只与温度有关 而溶解度不仅与温度有关 还与系统的组成 pH值的改变及配合物的生成等因素有关 溶度积和溶解度的相互换算 在溶度积的计算中 离子浓度必须是物质的量的浓度 其单位为mol L 1 而溶解度的单位有g 100g水 g L 1 mol L 1 计算时一般要先将难溶电解质的溶解度S的单位换算为mol L 1 对于难溶物质饱和溶液浓度极稀 可作近似处理 xg 100gH2O 10 M mol L 1 1 AB型 如AgCl AgI CaCO3 AB S A aq B aq 溶解度 SSKsp c A c B S2 AB2或A2B型 Mg OH 2 Ag2CrO4 AB2 S A2 aq 2B aq 溶解度 S2SKsp c A c2 B S 2S 2 4S3 3 AB3或A3B型 如Fe OH 3 Ag3PO4 A3B s 3A aq B3 aq 溶解度 3SSKsp c3 A c B3 3S 3S 27S4 例1 25oC时 AgCl的溶解度为1 92 10 3g L 1 求同温度下AgCl的溶度积 例2 25oC 已知 Ag2CrO4 1 1 10 12 求同温度下S Ag2CrO4 g L 1 解 例3 查表知PbI2的Ksp为1 4 10 8 估计其溶解度s 单位以g L 1计 解 设其溶解度为xmol L 1PbI2 s Pb2 aq 2I aq 平衡浓度 mol L 1x2xKsp c Pb2 c I 2 x 2x 2 4x3x Ksp 4 1 3 1 4 1 4 10 8 1 3 1 5 10 3 mol L 1 s 1 5 10 3 461 0g L 1 6 9 10 1g L 1 几种类型的难溶物质溶度积 溶解度比较 对于同种类型化合物而言 Ksp S 但对于不同种类型化合物之间 不能根据Ksp来比较S的大小 溶度积规则 沉淀 溶解平衡的反应商判据 即溶度积规则 J 平衡向左移动 沉淀析出 J 处于平衡状态 饱和溶液 J 平衡向右移动 无沉淀析出 若原来有沉淀存在 则沉淀溶解 J c Am n c Bn m 反应商J 在难溶电解质溶液中各离子相对浓度幂的乘积 用J与Ksp的关系判断沉淀溶解的方向 溶度积原理示意图 溶度积规则的应用 判断是否有沉淀生成原则上只要J Ksp 便应该有沉淀产生 但是只有当溶液中含约10 5g L 1固体时 人眼才能观察到混浊现