大学无机化学第九章沉淀溶解平衡概要课件

1、第九章 沉淀溶解平衡9-1 溶度积常数9-2 沉淀的生成条件9-3 分步沉淀9-4 影响沉淀溶解平衡的因素9-5 沉淀的溶解与转化第九章 沉淀溶解平衡9-1 溶度积常数9-1 溶度积常数AgCl一、 难溶电解质沉淀溶解平衡的建立 V溶解 V沉淀，固相和液相平衡，饱和溶液中有关离子的浓度不再随时间的变化而发生变化。H：+O：BaSO49-1 溶度积常数AgCl一、 难溶电解质沉淀溶解平衡的二、 溶度积常数 (activity product)溶解沉淀Ksp：溶度积常数，难溶电解质的沉淀溶解平衡常数一般 Ksp定温有定值，反映了物质的溶解能力，与离子的浓度和沉淀的量无关。Note：二、 溶度积常数

2、 (activity product)溶解沉Ksp与溶解度S设难溶电解质AnBm的溶解度为S molL1nSmS平衡浓度Ksp与溶解度S设难溶电解质AnBm的溶解度为S molL例 ：25oC，AgCl的溶解度为1.9210-3 gL-1，求Ksp(AgCl)3.143Mr(AgCl) =解：已知1513Lmol1034.1Lmol3.1431092.1 -=S)aq(Cl(aq)Ag AgCl(s) -+例 ：25oC，AgCl的溶解度为1.9210-3 g42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg 331.7105.6-=S5312105.6 ,4101.1-=ss例：2

3、5oC，已知Ksp(Ag2CrO4)=1.110-12，求S(Ag2CrO4) gL-1)aq(CrO(aq)2Ag (s)CrOAg4422-+解： 2s s平衡浓度42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg溶度积和溶解度大小有无一致性？ 类型不同，不能直接用Ksp比较其溶解度的相对大小如 ： 分子式溶度积溶解度(molL-1)AgCl1.810-101.310-5AgBr5.010-137.110-7AgI8.310-179.110-10Ag2CrO41.110-126.510-5 类型相同， Ksp大， S 也大溶度积和溶解度大小有无一致性？ 类型不同，不能直接用Ksp

4、比离子积：难溶电解质溶液中，离子浓度系数次方的乘积相当于化学平衡 中的浓度商QcQ Ksp， 逆向移动，沉淀析出Q = Ksp， 平衡，饱和溶液Q Ksp有沉淀生成！例：将等体积的浓度为 410-3 molL1的硝酸银9-3 分步沉淀 (fractional precipitate) 若溶液中有几种离子都可以和某种沉淀剂反应，通过控制沉淀条件，仅仅使混合物中的某一种或几种离子的浓度的乘积超过溶度积，形成沉淀，而其它离子不形成沉淀，从而达到分步沉淀的目的。1) 先达到溶度积者先沉淀(所需要沉淀剂浓度最 小的离子先沉淀)。2) 一般当溶液中某离子浓度 1.0105 molL1 时，认为离子沉淀完全

5、。Note：原理：9-3 分步沉淀 (fractional precipit思考：谁先析出？逐滴加入已知：先析出， 后析出思考：谁先析出？逐滴加入已知：先析出， (1) 析出时所需要的Ag+AgI先沉淀(1) 析出时所需要的Ag+AgI先沉淀(2) AgCl析出时，I 是否析出完全？)aq(Cl(aq) Ag AgCl(s) -+)aq( I(aq)Ag AgI(s) -+I沉淀完全(2) AgCl析出时，I 是否析出完全？)aq(C(3) 什么情况下可以先析出AgCl？时，AgCl先析出(3) 什么情况下可以先析出AgCl？时，有可能AgC分步沉淀的本质反应优先向G更负的方向进行分步沉淀的本

6、质反应优先向G更负的方向进行例题：某溶液中含Cl和CrO42，它们的浓度分别是 0.10 mol.L1和0.0010 mol.L1，逐滴加入AgNO3试剂，哪一种沉淀先析出？当第二种沉淀析出时，第一种离子是否被沉淀完全(忽略由于加入AgNO3所引起的体积变化)。例题：某溶液中含Cl和CrO42，它们的浓度分别是 0.解：析出AgCl、Ag2CrO4沉淀时所需的最低Ag+浓度：AgCl沉淀完全析出 时，Cl的浓度？AgCl先析出解：析出AgCl、Ag2CrO4沉淀时所需的最低Ag+浓度：例：在含有0.10 molL-1 Fe3+和 0.10 molL-1 Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni

7、2+仍留在溶液中，应控制pH值为多少?已知：Fe3+沉淀完全：Ni2+开始沉淀：解：例：在含有0.10 molL-1 Fe3+和 0.10 m2.816.85pHFe3+沉淀完全Ni2+开始沉淀c(Fe3+)10-5pH值范围： 2.81 6.852.816.85pHFe3+沉淀完全Ni2+开始沉淀c(Fe9-4 影响沉淀溶解平衡的因素同离子效应、盐效应、酸效应及其它一、 同离子效应 (common ion effect) 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，而使难溶电解质的溶解度降低。 利用沉淀反应除杂质离子(通过加入稍过量的沉淀剂，使杂质离子沉淀完全)。应用：9-4 影响

8、沉淀溶解平衡的因素同离子效应、盐效应、酸效应及例： 求 25时， Ag2CrO4在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度解：纯水中，0 0.010初始浓度2x 0.010+x平衡浓度例： 求 25时， Ag2CrO4在 0.010 mol二、 盐效应 (salt effect) 在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25 )(molL1)Note： 同离子效应一般比盐效应大得多。KNO30.00000.00100.00500.0100AgCl(105)1.2781.3251.3851.427二、 盐效应 (sa

9、lt effect) 在(1). 当SO42-0.04 molL1时， SO42-增大，S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。C(Na2SO4)C(PbSO4)0.04同离子效应与盐效应(1). 当SO42-0.04 molL1时， 三、 酸效应 (acid effect)四、 配位效应 (coodination effect)OHHMOHHANH3三、 酸效应 (acid effect)四、 配位效应 (c五、其它因素 温度：溶解多为吸热过程，T， s。 溶剂：相似者相溶，加入有机溶剂，s 沉淀颗粒大小： 同种沉淀，颗粒越小，溶解度越大。 (“陈化”有利于沉淀的过滤和洗涤) 胶体溶液的形成

10、：胶体微粒直径很小，可通过加入电解质和 加热使胶体微粒全部凝聚 。 沉淀晶型：亚稳态晶型，溶解度较大；放置一段时间，稳定 晶型，溶解度降低。-CoS Ksp = 510-22；-CoS Ksp = 310-26五、其它因素 温度：溶解多为吸热过程，T， s。-Co9-5 沉淀的溶解与转化沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解或转化条件：Q Ksp 溶于酸H+H2O一、 沉淀的溶解 溶于铵盐NH4+NH3H2O9-5 沉淀的溶解与转化沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解或转化条 发生氧化还原反应 生成配离子2NH3 发生氧化还原反应 生成配离子2NH3平衡浓度molL1 x-0.0020 0.0010 0.0010例

11、：欲使0.0010 mol ZnS 溶于1.0 L HCl 溶液中，求HCl的最低浓度？ 已知：解：设溶解ZnS的HCl溶液浓度最低为x molL-1平衡浓度molL1 x-0.0020 例： 在0.20 L的 0.50 molL-1 MgCl2溶液中加入等体积的 0.10 molL-1的氨水溶液，有无Mg(OH)2沉淀生成？为了不使 Mg(OH)2沉淀析出，至少应加入多少克NH4Cl(s)？ (设加入NH4Cl(s)后体积不变)解: (1) 混合后， 已知 KspMg(OH)2 = 5.611012；Kb(NH3) = 1.8 105初始浓度molL1 0.050 0 0平衡浓度molL1

12、0.050 x x x例： 在0.20 L的 0.50 molL-1 MgCl2(2). 为了不使Mg(OH)2沉淀析出， Q Ksp，有Mg(OH)2沉淀析出(2). 为了不使Mg(OH)2沉淀析出， Q 9.3107时，转化作用即可进行。CO32为多少时，可以产生CaCO3沉淀？饱和CaSO4中Ca2+为若生成CaCO3沉淀CO3(2). 两者Ksp相差不大，Ksp小转化为Ksp大平衡时：BaSO4可转化为BaCO3BaSO4转化为 BaCO3(2). 两者Ksp相差不大，Ksp小转化为Ksp大平衡时： 例题：如果在1.0 L Na2CO3 溶液中使0.010 mol 的BaSO4完全转化为BaCO3，问Na2CO3的溶液最初浓度为多少?解：x 0.010