第4章难溶强电解质的多相离子平衡

1、第四章第四章 难溶强电解质难溶强电解质的多相离子平衡的多相离子平衡第四章第四章 难溶强电解质难溶强电解质 的多相离子平衡的多相离子平衡 4.1 多相离子平衡与溶度积多相离子平衡与溶度积 4.4 溶度积规则及其应用溶度积规则及其应用 4.3 多相离子平衡的移动多相离子平衡的移动 4.2 溶度积常数与溶解度关系溶度积常数与溶解度关系 4.5 多相离子平衡在医学中应用多相离子平衡在医学中应用第一节第一节 多相离子平衡与溶度积多相离子平衡与溶度积 在一定温度下，将难溶电解质晶体放在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。 在一定条件下，当溶

2、解和沉淀速率相等在一定条件下，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，简时，便建立了一种动态的多相离子平衡，简称沉淀溶解平衡。可表示如下：称沉淀溶解平衡。可表示如下： 溶度积常数，简称溶度积。溶度积常数，简称溶度积。KspSO Ba)BaSO(2424- -+ += =Ksp溶解溶解)(aqSO(aq)Ba (s)BaSO2424-+沉淀沉淀一般沉淀溶解反应：一般沉淀溶解反应：(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn- -+ + +一定温度下，难溶电解质的一定温度下，难溶电解质的饱和饱和溶液中，溶液中，各组分离子浓度幂的乘积为一常数。各组分离子浓度幂的乘积为一常数。是表征难

3、溶电解质溶解能力的特性常数。是表征难溶电解质溶解能力的特性常数。KspmnnmmnBA)B(A- -+ += =Ksp1L 平衡浓度/mol-nSmS第二节第二节 溶度积和溶解度的关系溶度积和溶解度的关系为方便运算，取溶解度的单位为为方便运算，取溶解度的单位为molL1。nm- -+ + +(aq)mB(aq)nA (s)BAmn溶解度溶解度 S ：物质在饱和溶液中的浓度。：物质在饱和溶液中的浓度。mnnmmnBA)B(A- -+ += =Kspmn)m()n(SS= =Ksp(AnBm)mn)m()n(SS= =Ksp(AnBm)1: 1 型难溶电解质型难溶电解质例例: AgCl, BaSO

4、4Ksp(AB) = S S = S 22: 1 型和型和1: 2型难溶电解质型难溶电解质 例例: Ag2CrO4 CaF2Ksp(A2B) = (2S)2 S = 4S 33: 2 型和型和2: 3型难溶电解质型难溶电解质 例例: Ca3(PO4)2Ksp(A3B2) = (3S)3 (2S)2 = 108 S 5例例 ：25oC，AgCl的溶解度为的溶解度为1.9210-3 gL-1，求同温度下求同温度下AgCl的溶度积。的溶度积。)L/(mol1- - SS平衡浓度平衡浓度3 .143Mr(AgCl) = =解：解：已知已知1313Lmol1034. 1Lmol3 .1431092. 1

5、 - - - - - = = = =S)aq(Cl(aq)Ag AgCl(s) - -+ + +101080. 1- -= =2= = S)AgCl(= =Ksp2)/(cAg+ Cl - 2 )L/(mol1xx- - 平衡浓度平衡浓度例：例：25oC，已知已知 ( (Ag2CrO4)=)=1.110-12，求同温下求同温下S( (Ag2CrO4) )/（molL-1）。）。Ksp)aq(CrO(aq)2Ag (s)CrOAg4422-2-+ + +解：解：Ksp(Ag2CrO4) = Ag+ 2 CrO42 5312105 . 6 ,4101 . 1- - -= = =xxS = 6.51

6、0-5 molL-1)CrOAg()AgCl(42SS KspKsp1L 平衡浓度/mol-nSmSnm- -+ + +(aq)mB(aq)nA (s)BAmnmn)m()n(SS=Kspnmc+)/(的适用条件的适用条件:(1)离子不水解或水解程度小离子不水解或水解程度小.(2)溶液中不存在含相同离子的其他电解质溶液中不存在含相同离子的其他电解质.第三节第三节 多相离子平衡的移动多相离子平衡的移动 同离子效应与盐效应同离子效应与盐效应 在难溶电解质溶液中加入与其含有相同在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用称为

7、的溶解度降低的作用称为同离子效应同离子效应。例：(aq)CO(aq)Ba (s)BaCO2323-+促使 BaCO3的生成。加 BaCl2 或 Na2CO3或 23 )(COc-+)(Ba2c例题：求 25时， Ag2CrO4在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度。x.x +-0100 2 )L/(mol 1浓度平衡0.010 0 )L/(mol 1-浓度初始解：(aq)CrO(aq)2Ag (s)CrOAg2442-+15Lmol106.5 -=S纯水中16421Lmol102 . 5 CrOKLmol010. 0-=S中6102 . 5-=x010. 0010. 0 +

8、xx很小12sp2101 . 1)010. 0()2(-=+Kxx盐效应盐效应加入含加入含 的强电解质的强电解质,难溶电解质的溶解度难溶电解质的溶解度 的效应的效应,称为称为不同离子不同离子略升高略升高盐效应盐效应例：例：AgCl（S）Ag+ + Cl-+NaNO3S原因，加入强电解质，离子强度增大，使原因，加入强电解质，离子强度增大，使相应离子的有效浓度降低。相应离子的有效浓度降低。与同离子效应相比，盐效应可忽略。与同离子效应相比，盐效应可忽略。溶度积规则溶度积规则：(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn-+ Q Ksp 过饱和溶液，沉淀析出；过饱和溶液，沉淀析出； Q = Ksp 饱

9、和溶液，平衡状态；饱和溶液，平衡状态； Q Ksp 不饱和溶液，无沉淀析出，不饱和溶液，无沉淀析出， 如加入固体，则固体溶解。如加入固体，则固体溶解。mnnm)(B)A(-+=ccQQ 称为离子积称为离子积 第四节第四节 溶度积规则及其应用溶度积规则及其应用例：2223COOHCO2H+-+BaCO3的生成。 加 BaCl2 或 Na2CO3 加酸(aq)CO(aq)Ba (s)BaCO2323-+利于 BaCO3 的溶解。23 )(CO QQc-+)(Ba2cKsp二、二、沉淀的生成沉淀的生成溶度积规则溶度积规则： Q Ksp 沉淀析出沉淀析出1. 加入过量沉淀剂加入过量沉淀剂 为为 6.

10、010-4 molL-1 。若在。若在 40.0L该该溶液中，加入溶液中，加入 0.010molL-1 BaCl2溶液溶液 10.0L ，问是否能生成，问是否能生成BaSO4 沉淀？沉淀？)(SO24-c例题例题：25时，某种溶液中，时，某种溶液中，14424oLmol108 . 40 .500 .40100 . 6)SO(-=c7106 . 9 -=34100 . 2108 . 4-=132oLmol100 . 20 .500 .10010. 0)Ba(-+=c10sp101.1-=K BaSO 4sp沉淀析出。，所以有KQ )Ba()SO(224+-=ccQ难溶金属氢氧化物 )(aqnOH

11、(aq)M (s)M(OH)nn-+2. 控制溶液的控制溶液的pHnn)(OH)M(-+=ccQ Q Ksp 沉淀析出沉淀析出n1nsp)M()(OH+-cKc沉淀析出沉淀析出例题：将0.10mol FeCl3和 0.10mol NiCl2投入pH =5.00的1L溶液中，是否有Fe(OH)3和Ni(OH)2沉淀产生? 102.8 Fe(OH)393-105.0 Ni(OH)16 2- spK解：解： 1.010 -9 由由pH可知可知c(OH-) = 33)(OH)Fe(-+=ccQ-93-280.10(1.0 10 )1.0 10=spKFe(OH)3 产生产生Fe(OH)3沉淀沉淀.计算

12、可知不产生计算可知不产生Ni(OH)2沉淀沉淀.三、三、沉淀的溶解沉淀的溶解 Q 沉淀溶解沉淀溶解Ksp溶度积规则溶度积规则:1. 生成弱电解质生成弱电解质例：2223COOHCO2H+-+ 加酸(aq)CO(aq)Ba (s)BaCO2323-+利于 BaCO3 的溶解。23 )(CO QQc -Ksp难溶金属氢氧化物溶于酸)(aqnOH(aq)M (s)M(OH)nn-+sp2 OHOHHKJJ+-+使加酸，22Mn(OH) Mg(OH) 1312102.1 10.15 -Ksp溶于铵盐上。加入铵盐溶解，道理同(s)Mn(OH)2)aq(2OH)aq(Mg (s)Mg(OH)22+-+-+

13、)aq(OHNH )aq(OH)aq(NH234+使 QQ Ksp使 QQ KspQo c0.05066o6 105 . 4 105 . 4 105 . 4050. 0 )L(mol/1c+-平衡浓度g3 . 4g)5 .5340. 020. 0()ClNH(4=m25. 0101 . 5)Mg()(Mg(OH)OH(1222-+-=ccKspMg(OH) )2(2Q沉淀析出，为了不使Ksp423(aq)OH (aq)NH O(l)H (aq)NH+-+14o5o6Lmol20. 0)NH( 108 . 1050. 0105 . 4-+-=cc53.5Cl)(NHM4r=223) l (O4H

14、2NO(g)3S(s)aq()3Cu(NO+2. 利用氧化还原反应利用氧化还原反应36sp102 . 1)CuS(K=-3)aq(8HNO3CuS(s)+，sp22)S( S(s) SKIPIPc-HNO3(aq)Cl(aq)Ag(NH (aq)2NHAgCl(s)233-+3. 生成配合物生成配合物氧化配位溶解：242O(l)4H3S(s)2NO(g)(aq)HgCl3H+53sp104 . 6HgS)(K=-3(aq)2HNO12HCl(aq)3HgS(s)+sp222242 )S( S(s) S)Hg( HgCl HgKIPcc-+-+使使浓HCl浓HNO3四、分步四、分步沉淀沉淀实验：

15、实验：1.010-3mol.L-1 S2-1.010-3mol.L-1 CrO42-逐滴加入逐滴加入Pb(NO3)2溶液溶液先先 PbS(黑色沉淀黑色沉淀)后后 PbCrO4(黄色沉淀黄色沉淀)分步沉淀的次序的一般规律：分步沉淀的次序的一般规律： 与与 的大小及沉淀的类型有关的大小及沉淀的类型有关 沉淀类型相同沉淀类型相同，被沉淀离子浓度相同，被沉淀离子浓度相同， 小者先沉淀，小者先沉淀， 大者后沉淀；大者后沉淀； 沉淀类型不同沉淀类型不同，要通过计算确定。，要通过计算确定。KspKspKsp-24CrO 例题：例题：某溶液中含某溶液中含Cl和和 ，它们，它们的浓度分别是的浓度分别是 0.10

16、mol.L-1和和0.0010mol.L-1，通过计算证明，逐滴加入通过计算证明，逐滴加入AgNO3试剂，哪试剂，哪一种沉淀先析出。当第二种沉淀析出时，一种沉淀先析出。当第二种沉淀析出时，第一种离子是否被沉淀完全第一种离子是否被沉淀完全(忽略由于加入忽略由于加入AgNO3所引起的体积变化所引起的体积变化)。-+Cl1)(Agc-+24CrO2)(Agc先析出AgCl19Lmol108 . 1-=-+Cl1)(Agc15Lmol103 . 3-=-+24CrO2)(Agc解：析出AgCl(s)所需的最低Ag+浓度-+Cl1)(Agc10. 0108 . 110-=)Cl(AgCl)sp-=cK-

17、+24CrO2)(Agc0010. 0101 . 112-=)(CrO)CrO(Ag2442sp-=cK,CrOAg42开始析出时当16Lmol105 . 5-=5100 . 1-1Lmol-)Cl(-c)Cl(-c510103 . 3108 . 1-=)(Ag(AgCl)2sp+=cK95109 . 4101 . 7-=4104 . 1=(aq)SO(s)aCOC (aq)CO(s)CaSO243234-+CaCOCaSO223224+-+-=K)(CaCO)(CaSO3sp4spKK=五、五、 沉淀的转化沉淀的转化 7101 . 7-=xx)Lmol/(1-平衡浓度010. 0)CONa(320c1Lmol010.0-17Lmol)010. 0101 . 7(-+=例题：在1LNa2CO3溶液中使0.010mol的CaSO4全部转化为CaCO3,求Na2CO3的最初浓度为多少? 解：(aq)SO(s)CaCO (aq)CO(s)CaSO243234-+4104 . 1010. 0= Kx结论：沉淀类型不同，计算反应的 。K沉淀类型相同, 大（易溶)者向 小（难溶)者转化容易，二者 相差越大，转化越完全，反之 小者向 大者转化困难；KspKspKspKspKsp 1L/mol-平衡浓度x010. 01Lmol24.