基础化学课件第七章沉淀溶解平衡解读

1、 第七章 沉淀溶解平衡 7.1 溶解度和溶度积 7.2 沉淀的生成与溶解 7.3 两种沉淀之间的平衡 7.4 沉淀反应应用实例 第七章 沉淀溶解平衡 7.1 溶解度和溶度积本章作业：P180:1(2), 2(2), 4(1), 5(1), 6, 14, 18, 26.本章作业：7.1.1 溶解度7.1.2 溶度积的概念7.1.3 溶度积和溶解度的关系 7.1 溶解度和溶度积7.1.1 溶解度 7.1 溶解度和溶度积 溶度积常数,简称溶度积7.1.2 溶度积溶解沉淀AnBm(s) nAm+ (aq) + mBn-(aq) 溶度积常数,简称溶度积7.1.2 溶度积溶解沉7.1.3 溶度积和溶解度的

2、关系溶解度：S ( molL-1 ）nSmS7.1.3 溶度积和溶解度的关系溶解度：S ( mol基础化学课件第七章沉淀溶解平衡解读(1) 相同类型 大的 S 也大 减小 S 减小(2) 不同类型要计算结论：结论：如果考虑溶液中的离子强度，即考虑离子之间的相互作用，此时溶液中离子的浓度应该用活度表示：活度积常数如果考虑溶液中的离子强度，即考虑离子之间活度积常数7.2.1 溶度积规则7.2.2 同离子效应和盐效应7.2.3 沉淀的酸溶解7.2.4 沉淀的配位溶解 7.2 沉淀的生成与溶解7.2.1 溶度积规则 7.2 沉淀的生成7.2.1 溶度积规则任意状态下：浓度积(离子积)7.2.1 溶度积

3、规则任意状态下：浓度积溶度积规则：J 过饱和溶液，沉淀析出溶度积规则：J 不饱和溶液，无沉淀析出；例：(1) 加酸(2) 加 或 或 促使 BaCO3的生成。利于 BaCO3 的溶解。c (CO32-) , J , J Ksp,例：利于 BaCO3 的溶解。c (CO32-) , 例: 若溶液中含有Cl- , Br- , I- 三种离子, 且浓度均为0.10molL-1, 向该溶液中滴加AgNO3时, 产生沉淀的次序如何?例 若上述习题中改为Cl- , CrO42- , PO43- ,产生沉淀的次序如何?例: 若溶液中含有Cl- , Br- , I- 三种离子, 为 6. 010-4 。若在

4、40.0L该溶液中，加入 0.010 BaCl2溶液 10.0L ，问是否能生成BaSO4 沉淀？如果有沉淀生成，问能生成 BaSO4多少克？最后溶液中 是多少？例：25时，晴纶纤维生产的某种溶液中， 为 6. 010-4 基础化学课件第七章沉淀溶解平衡解读基础化学课件第七章沉淀溶解平衡解读 1 同离子效应 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的作用。7.2.2 同离子效应和盐效应 1 同离子效应7.2.2 同离子效应和盐效应例：求 25时， Ag2CrO4在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度。例：求 25时， Ag2CrO4在

5、0.010 molL例 把足量的AgCl放入1dm3 1 .0 mol dm-3的盐酸 溶液中溶解度是多少解： AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡时 S S 1 1基础化学课件第七章沉淀溶解平衡解读2 盐效应AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25 ) 盐效应：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。 0.00 0.00100 0.00500 0.0100 1.278 1.325 1.385 1.4272 盐效应AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (257.2.3 沉淀的溶解1.条件溶度积：MA(s) M (aq) + A (aq)OHLM(O

6、H)MLM(OH)2ML2HA主反应副反应H2AH7.2.3 沉淀的溶解1.条件溶度积：MA(s) M 副反应系数()式中：M、 A分别为溶液中金属离子和酸根离子的总浓度M=M+ML+ML2+M(OH)+M(OH)2+ A=A+HA+H2A+副反应系数()式中：M、 A分别为溶液中金M条件溶度积在给定介质条件下，难溶电解质溶于该介质中达饱和时，各种存在形式的构晶离子总浓度的乘积条件溶度积在给定介质条件下，难溶电解质溶于该介质中达饱和时，酸效应对难溶化合物的溶解度有较大的影响。用酸效应系数表示其影响大小。2酸效应溶液的pH值对沉淀溶解度的影响MA(s) M (aq) + A (aq)M(OH)M

7、(OH)2HAH2AOHH酸效应对难溶化合物的溶解度有较大的影响。2酸效应溶液的pH酸效应系数：式中 i 称为金属氢氧化物的累积形成常数酸效应系数：式中 i 称为金属氢氧化物的累积形成常数式中 i 称为多元酸的累积形成常数式中 i 称为多元酸的累积形成常数若对MA2型难溶化合物：若对MA2型难溶化合物：例：计算CaC2O4在下列情况下的溶解度： (1) 在纯水中； (2) 在pH = 1.00的HCl溶液中； (3) 在pH = 4.00、c(H2C2O4) = 0.10 moldm-3 的溶液中。 已知 H2C2O4的例：计算CaC2O4在下列情况下的溶解度：解：(1) 在纯水中：(2) 在

8、pH = 1.00的HCl溶液中：解：(1) 在纯水中：(2) 在pH = 1.00的HCl溶(3) 在pH = 4.00、c(H2C2O4) = 0.10 moldm-3 的溶液中：(3) 在pH = 4.00、c(H2C2O4) = 0.1 7.2.4 沉淀的配位溶解 7.2.4 沉淀的配位溶解配合效应：溶液中存在能与金属离子生成可溶性配合物的配合剂时，则难溶化合物的溶解度增大，甚至完全溶解。配合剂的浓度越大，生成的配合物越稳定，则沉淀的溶解度就越大。配合效应：溶液中存在能与金属离子生成可溶Cu(NH3)42+ Cu (NH3)32+ + NH3 Cu(NH3)32+ Cu (NH3)22

9、+ + NH3 Cu(NH3)22+ Cu (NH3)2+ + NH3 Cu(NH3)2+ Cu2+ + NH3 Cu(NH3)32+ + NH3 Cu(NH3)42+Cu(NH3)22+ + NH3 Cu(NH3)32+ Cu(NH3)2+ + NH3 Cu(NH3)22+Cu2+ + NH3 Cu(NH3)2+Cu(NH3)42+ Cu (NH3Cu2+ + NH3 Cu(NH3)2+标准积累稳定常数标准逐级稳定常数标准积累解离常数Cu2+ + 2NH3 Cu(NH3)22+Cu2+ + 3NH3 Cu(NH3)32+Cu2+ + 4NH3 Cu(NH3)42+Cu(NH3)42+ Cu2

10、+ + 4NH3 Cu2+ + NH3 Cu(NH3)MA(s) M (aq) + A (aq)MLML2LA=A= s M = MM(L) = sM(L) = 1 + 1L + 2L2 + MA(s) M (aq) + A (aq)MLML2LA同样对于难溶化合物M2A的溶解度:同样对于难溶化合物M2A的溶解度:例：分别计算AgI和AgCl在0.10moldm-3 的NH3H2O溶液中的溶解度。解：(1) 溶液的平衡关系可表示成：AgI(s) Ag+ (aq) + I- (aq)Ag(NH3)+NH3NH3Ag(NH3)2+例：分别计算AgI和AgCl在0.10moldm-3解：(基础化学课

11、件第七章沉淀溶解平衡解读例：分别计算PbC2O4在pH=4.0、c(C2O42-) = 0.2 moldm-3、c(EDTA) = 0.01 moldm-3 的溶液中的溶解度。解：此溶液存在如下平衡：PbC2O4(s) Pb2+ (aq) + C2O42- (aq)YHHC2O4-HH2C2O4HPbYHY例：分别计算PbC2O4在pH=4.0、c(C2O42-) 查表得 pH = 4.0时 Y(H) = 108.6查表得 pH = 4.0时 Y(H) = 10影响沉淀溶解的其它因素:1.温度的影响2.溶剂的影响3.沉淀颗粒大小的影响影响沉淀溶解的其它因素:7.3.1 分步沉淀7.3.2 沉淀

12、的转化 7.3 两种沉淀之间的平衡7.3.1 分步沉淀 7.3 两种沉淀之间的平衡7.3.1 分步沉淀1L溶液实验：7.3.1 分步沉淀1L溶液实验： 分步沉淀的次序 与 以及沉淀类型有关:1 沉淀类型相同, 被沉淀离子浓度相同, 小者先沉淀, 大者后沉淀;2 沉淀类型不同, 要通过计算确定。分步沉淀的次序 与 以及沉淀类型有关:例 向0.1 moldm-3 的ZnCl2溶液中通H2S气体至饱和时，溶液中刚有ZnS沉淀生成，求此时溶液的H+ = ? 解: ZnS Zn2+ + S2- H2S 2H+ + S2-= 0.21 moldm-3例 向0.1 moldm-3 的ZnCl2溶液中通H2S

13、例：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 moldm-3, 使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀的条件是什么? 解: Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- Ksp = Fe3+OH-3 = 4.0 10-39 Fe3+ 沉淀完全时的OH-为:pOH = 10.8 , pH = 3.2例：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 molMg开始沉淀的pH值为:pOH = 4.9, pH =9.1因此, 只要控制pH值在3.2 9.1之间即可使Fe3+定量沉淀而使Mg2+不沉淀。Mg开始沉淀的pH值为:pOH = 4.9, pH =9.例：在某混合溶液中Zn2+、Mn2+的浓度

14、均为0.10 moldm-3 ，若通入H2S气体 至饱和，哪种离子先沉淀 ？溶液pH 应控制在什么范围内可以使这两种离 子完全分离？例：在某混合溶液中Zn2+、Mn2+的浓度解：分别计算沉淀出ZnS(s)和MnS(s)所需 的最低 S2 浓度及溶液的pH值解：分别计算沉淀出ZnS(s)和MnS(s)所需当Zn2+沉淀完全时： c(Zn2+) 10-6 moldm3溶液pH应控制在2.52 4.05 范围内可以使这两种离子完全分离当Zn2+沉淀完全时： c(Zn2+) 10-6 mol 借助于某一试剂，使一种沉 淀转化 成另一种沉淀的过程可根据沉淀转化平衡常数的大小来判断转化的可能性7.3.2 沉淀的转化 借助于某一试剂，使一种沉可根据沉淀转化平衡常数7.3.2 基础化学课件第七章沉淀溶解平衡解读例：在 1 dm3 Na2CO3 溶液中使0.010moldm-3