第四章 难溶强电解质的多相离子平衡

1、第一节第一节 多相离子平衡与溶度积多相离子平衡与溶度积第二节第二节 溶度积常数与溶解度的关系溶度积常数与溶解度的关系第三节第三节 溶度积规则溶度积规则第四节第四节 多相离子平衡的移动多相离子平衡的移动第五节第五节 多相离子平衡在医学中的应用（自学）多相离子平衡在医学中的应用（自学）难溶强电解质：难溶强电解质：强电解质中，有一类在水中强电解质中，有一类在水中溶解度溶解度较较小小，但它们在水中溶解的部分是但它们在水中溶解的部分是全部解离全部解离的。的。难溶难溶通常是指在通常是指在25时溶解度小于时溶解度小于0. 1g /L。例如例如AgCl、CaCO3、PbS等。等。第一节第一节 多相离子平衡和溶

2、度积多相离子平衡和溶度积Ba2+SO42-一定一定T 时时: Ba2+(aq) + SO42-(aq) 溶解溶解 沉淀沉淀BaSO4(s)当当v 溶解溶解= v 沉淀沉淀，达到固体难溶电解质与溶液中离子间的达到固体难溶电解质与溶液中离子间的平衡，称为平衡，称为多相离子平衡（沉淀溶解平衡）多相离子平衡（沉淀溶解平衡）。饱和溶液饱和溶液第一节第一节 Ba2+(aq) + SO42-(aq) 溶解溶解 沉淀沉淀BaSO4(s)平衡时平衡时K = Ba2+ SO42- BaSO4(s) Ba2+ SO42- = K BaSO4(s) = Ksp Ksp称为称为溶度积常数溶度积常数,简称简称溶度积溶度积

3、(solubility product). Ksp =Ag+ Cl - Ag+ + Cl - 例例1. AgCl (s) 例例2. Mg(OH)2 (s)Mg2+ + 2 OH - 溶度积溶度积Ksp =Mg2+ OH- 2推广推广 AmBn (s) mAn+ + nBm-Ksp = An+m Bm-n表明表明 一定温度下，难溶强电解质的一定温度下，难溶强电解质的饱和溶液饱和溶液中离子浓度幂的乘积为一常数。中离子浓度幂的乘积为一常数。 1. Ksp单位为单位为1 1（浓度单位为（浓度单位为mol/L）。）。3. 温度一定时，温度一定时， Ksp为一常数。为一常数。4.4.表示难溶强电解质在水中

4、的溶解能力的大小表示难溶强电解质在水中的溶解能力的大小。溶度积溶度积说明：说明：2. Ksp是平衡常数，其表达式在平衡时才成立。是平衡常数，其表达式在平衡时才成立。Ksp =Ag+ Cl - 例例: AgCl 在在298K时的溶度积为时的溶度积为1.7710-10 ，计算其溶解度。，计算其溶解度。 解：解：平衡浓度平衡浓度/molL-1 S S Ksp = Ag+ Cl- = S2AgCl(s) Ag+ + Cl-1.已知溶度积已知溶度积Ksp ，求算溶解度，求算溶解度S 在在AgCl饱和溶液中，每生成饱和溶液中，每生成1 mol Ag+ ，同时同时有生成有生成1 mol Cl- ， )Lmo

5、l(1033. 11077. 11510spKS第二节第二节 溶度积常数与溶解度的关系溶度积常数与溶解度的关系例例: Mg(OH)2在在298K时的溶解度为时的溶解度为1.1210-4 molL-1，求该求该温度时温度时Mg(OH)2的溶度积。的溶度积。 解：解：平衡浓度平衡浓度/molL-1 S 2S Ksp = Mg2+ OH- 2 = S (2 S)2= 4S3 Mg(OH)2(s) Mg2+ + 2 OH-在在Mg(OH)2饱和溶液中，每生成饱和溶液中，每生成1 mol Mg2+ ，同时有生成同时有生成2 mol OH- ， = 4 (1.1210-4) 3 =5.6110-12 第二

6、节第二节 溶度积常数与溶解度的关系溶度积常数与溶解度的关系2.已知溶解度已知溶解度S，求算溶度积，求算溶度积Ksp 比较比较: : AgBr AgCl Mg(OH)2溶度积溶度积Ksp 5.3510-13 1.7710-10 5.6110-12 溶解度溶解度/ /molL-1 7.3110-6 1.3310-5 1.1210-4 结论结论 相同类型，相同类型，Ksp , S . 第二节第二节 溶度积常数与溶解度的关系溶度积常数与溶解度的关系不同类型不同类型 , , 不能用不能用Ksp判断判断S 的大小的大小解：解：平衡浓度平衡浓度/molL-1 S S S+0.01 Ksp = Ag+ Cl-

7、 = S（ S+0.01 ）AgCl(s) Ag+ + Cl-例例: 在在1L水中加入水中加入0.010molAgCl，再加入再加入0.010molNaCl，已已知知 AgCl的溶度积为的溶度积为1.7710-10 ，计算其溶解度。，计算其溶解度。S2 + 0.01S - Ksp =0S=1.769995 10-8 molL-1 近似处理S+0.01 0.01S=1.77 10-8 molL-1 没加没加NaCl时时S为为1.3310-5 同离子效应同离子效应 在难溶强电解质饱和溶液中加入含在难溶强电解质饱和溶液中加入含相同离子相同离子的的易溶易溶强电解质强电解质，使难溶电解质溶解度，使难溶电

8、解质溶解度降低降低的现象。的现象。 2. 盐效应盐效应 在难溶强电解质饱和溶液中加入在难溶强电解质饱和溶液中加入不含不含相同离子的易溶相同离子的易溶强电解质，将使难溶电解质的溶解度强电解质，将使难溶电解质的溶解度略为增大略为增大的现象。的现象。第三节第三节 多相离子平衡的移动多相离子平衡的移动 比较比较BaSO4 在纯水、在纯水、BaCl2 、NaCl溶液中的溶解度大小溶液中的溶解度大小.第四节第四节 溶度积规则及其应用溶度积规则及其应用Q Q表示任意情况下表示任意情况下离子浓度离子浓度幂的乘积，幂的乘积，K Kspsp表示沉淀溶解平衡表示沉淀溶解平衡时时离子浓度离子浓度幂的乘积。幂的乘积。

9、2 2溶度积规则溶度积规则 Q Q = = K Kspsp 饱和溶液饱和溶液 平衡状态平衡状态 Q Q K Kspsp 过饱和溶液过饱和溶液 有沉淀析出有沉淀析出1 1离子积离子积 Q Q (ion product)(ion product)AmBn(s) mAn+ + nBm-nBmAmnccQ判断溶液中有无沉淀生成或沉淀能否溶解的依据判断溶液中有无沉淀生成或沉淀能否溶解的依据。 K Kspsp是是Q Q的一个特例。的一个特例。一、一、溶度积规则溶度积规则c: c: 任意情况下离子的浓度任意情况下离子的浓度 二、沉淀的生成二、沉淀的生成1. 加入沉淀剂加入沉淀剂例例 在在20ml 0.002

10、molL-1Na2SO4溶液中加入溶液中加入 20 ml 0.02molL-1 BaCl2溶液，有无溶液，有无BaSO4沉淀生成？并判断沉淀生成？并判断 SO42- 离子是否沉离子是否沉淀完全（淀完全（105molL-1 ）？已知？已知BaSO4的的Ksp= 1.0710-10 .解解: （1）c (SO42-)= 0.001 molL-1c (Ba2+)= 0.01 molL-1Q = c (Ba2+) c (SO42-)= 0.01 0.001= 10-5 Ksp 有有BaSO4沉淀生成沉淀生成（Q Ksp）第四节第四节 溶度积规则及其应用溶度积规则及其应用即即 1.0710-10 0.0

11、09 x 设平衡时设平衡时 SO42- = x molL-1故加入BaCl2 可使SO42- 沉淀完全Ksp = Ba2+SO42- = ( 0.009 + x ) x起始浓度起始浓度/molL-1 0.01 0.001 BaSO4 (s) Ba 2+ + SO42- 0.009 + x 0.009 x 很小很小平衡浓度平衡浓度/ molL-1 x = SO42- 1.210-8 mol L-1105molL-10.01(0.001x) x二、沉淀的生成（二、沉淀的生成（Q Ksp）例例 计算计算298K时使时使0.01molL-1Fe3+开始沉淀和沉淀完全时开始沉淀和沉淀完全时溶液的溶液的p

12、H值。已知值。已知Fe(OH)3的的Ksp=2.6410-39。解：解： Fe(OH)3 (s) Fe3+ + 3OH- 开始沉淀开始沉淀)Lmol(1042. 601. 01064. 2OH113339 Ksp Fe3+ OH-3pOH = 13lg 6.42 = 12.19 pH = 1.812. 控制溶液的控制溶液的 pH 值值 沉淀完全沉淀完全)Lmol(1042. 61011064. 2OH1123539Fe3+ 10-5 molL-1 pH = 14(12lg6.42) =2.81例例 计算计算298K时使时使0.01molL-1Fe3+开始沉淀和沉淀完全时开始沉淀和沉淀完全时溶液

13、的溶液的pH值。已知值。已知Fe(OH)3的的Ksp=2.6410-39。三、沉淀的溶解三、沉淀的溶解 Q Ksp（一）一）生成弱电解质生成弱电解质（水、弱酸、弱碱水、弱酸、弱碱 ）例例 Mg(OH) 2为什么可以溶解于为什么可以溶解于NH4Cl溶液中？溶液中？ Mg(OH)2 (s)Mg2+ + 2OH - +解释解释2NH4Cl2NH4+ + 2Cl-2NH3+ 2H2O平衡移动方向平衡移动方向由于生成弱电解质由于生成弱电解质NH3，使使 OHOH- - 减少，因而减少，因而Q Q Ksp平衡平衡向向溶解溶解方向进行。方向进行。 三、沉淀的溶解三、沉淀的溶解 Q Ksp（二）二）生成难解离

14、的配离子生成难解离的配离子解释解释AgCl沉淀能溶于氨水的原因。沉淀能溶于氨水的原因。 AgCl (s)Ag+ + Cl - +平衡移动方向平衡移动方向2NH3Ag(NH3)2+Ag+降低，降低， Q Ksp AgCl沉淀溶解沉淀溶解三、沉淀的溶解三、沉淀的溶解 Q Ksp（三）利用氧化还原反应使沉淀溶解三）利用氧化还原反应使沉淀溶解解释金属硫化物解释金属硫化物CuS(Ksp1.2710-36)可溶于可溶于HNO3 。 CuS(s)Cu2+ + S2- +HNO3S+ NO3CuS 8HNO3 3Cu(NO3)2 3S 2NO 4H2O总反应式：总反应式：四、四、 分步沉淀分步沉淀 用一种沉淀

15、剂，使溶液中的几种离子按先后用一种沉淀剂，使溶液中的几种离子按先后顺序（顺序（Q 先达到先达到Ksp ）沉淀出来的方法。）沉淀出来的方法。0.10 mol L-1 Cl- 滴加滴加AgNO30.10 mol L-1 I-AgClAgIKsp大大 小小所需最低所需最低 Ag+ 大大 小小后沉淀后沉淀先沉淀先沉淀 说明：说明：相同浓度的离子，同一类型，相同浓度的离子，同一类型， Ksp小的先沉淀；小的先沉淀； 不同类型，不同类型， 通过计算判断。通过计算判断。分步沉淀分步沉淀例例 溶液中溶液中Cl-、CrO42-离子浓度均为离子浓度均为0.001molL-1 ， 若逐若逐滴加入滴加入AgNO3溶液

16、，试计算：（溶液，试计算：（1）哪一种离子先产生）哪一种离子先产生沉淀？（沉淀？（2）第二种离子开始沉淀时，溶液中残留的第）第二种离子开始沉淀时，溶液中残留的第一一 种离子的浓度是多少？种离子的浓度是多少？解解：ClKAgspAgClCrOKAg24spCrOAg42 先产生先产生AgClAgCl沉淀沉淀)Lmol(108 . 10010. 01077. 11710)Lmol(103 . 30010. 01012. 11512Ksp =Ag+ Cl - Ksp =Ag+ 2 CrO42- (1) (1) 开始沉淀开始沉淀)Lmol(104 . 5103 . 31077. 1AgCl16510spKKsp =Ag+Cl- 当当c c (Ag(Ag+ +) )3.33.31010-5-5molLmolL-