无机化学第八章沉淀溶解平衡课件

第八章

沉淀-溶解平衡观看视频PARTONE难溶电解质的溶度积在水中绝对不溶的物质是不存在的，任何难溶电解质在水中都会溶解，存在一个沉淀—溶解的平衡。在一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度。概念：溶解度0.1g/100g难溶电解质的沉淀-溶解平衡化学平衡AgCl溶解平衡的建立

当v（溶解）＝v（沉淀）时，得到饱和AgCl溶液，建立沉淀-溶解平衡水合Ag+水合Cl-

溶解

AgCl(s)Ag＋(aq)+

Cl-(aq)

沉淀溶解沉淀

溶解

AgCl(s)Ag＋(aq)+

Cl-(aq)

沉淀概念：溶度积Ksp只与电解质和温度有关，与离子浓度无关

Ksp反映了难溶电解质的溶解能力和沉淀能力

Ksp↓，物质在水中溶解↓，越容易生成沉淀概念3：离子积（Q，又称反应熵）：某一条件下，在难溶强电解质溶液中，离子浓度幂的乘积称为离子积。如何判断一定条件下难溶电解质是否析出或者溶解？AmBn(s)⇌mAn+(aq)+nBm－(aq)Ksp=[An+]m[Bm－]n平衡值过程值QKsp溶度积规则Q

＞Ksp

过饱和溶液，将析出沉淀Q

=

Ksp

饱和溶液，沉淀-溶解平衡状态Q

＜Ksp

未饱和溶液，沉淀发生溶解通过控制离子浓度，使沉淀生成或溶解PARTTWO沉淀的生成和溶解山东淄博博山溶洞陕西商洛柞水县柞水溶洞CaCO3Ca2++CO32-2HCO3-H2O+CO2溶洞的形成石灰石条件：Q＞Ksp方法：加入沉淀剂沉淀生成2、计算离子积Q1、计算混合后与沉淀有关的离子浓度3、将Q与Ksp进行比较，

Q＞Ksp步骤沉淀生成【例1】将20.0mL0.0010mol/L的CaCl2溶液与30.0mL

0.010mol/L的KF溶液混合后，有无CaF2沉淀？已知Ksp(CaF2)=1.5×10-10解：假设溶液混合后的体积为50.0mL，则第一步计算离子浓度

[Ca2+]=0.0010×20.0／(20.0+30.0)=4.0×10-4mol/L[F-]=0.010×30.0／(20.0+30.0)=6.0×10-3mol/L第二步计算QQ=[Ca2+][F-]2=(4.0×10-4)×(6.0×10-3)2=1.4×10-8第三步判断

∵Q＞Ksp∴有CaF2沉淀析出。条件：Q

<

Ksp方法：生成弱电解质生成配合物发生氧化还原反应沉淀溶解AmBn(s)⇌mAn+(aq)+nBm－(aq)Ksp=[An+]m[Bm－]n1.生成弱电解质使沉淀溶解生成弱酸生成弱碱生成弱酸盐生成水Mg(OH)2可溶解在NH4Cl溶液中：Mg(OH)2(s)+

2OH－2NH4+2NH4Cl平衡移动+2Cl－2NH3·H2OMg2+Mg(OH)2(s)

+

2NH4+Mg2++2NH3+2H2O+生成弱碱Fe(OH)2(s)Fe2++2OH-+2H+

+

2Cl-2HCl2H2O平衡移动Fe(OH)2溶于HCl溶液：Fe(OH)2(s)

+

2H+

Fe2++2H2O生成水AgCl沉淀溶于氨水：AgCl(s)+2NH3

[Ag(NH3)2]++Cl－2.生成配合物使沉淀溶解CuS(Ksp=1.27×10-36)可溶于HNO3：3CuS+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O3.发生氧化还原反应使沉淀溶解检查胃病做钡餐透视时，用BaSO4作为内服造影剂，不用BaCO3?

沉淀溶解平衡：BaSO4

Ba2++SO42-Ksp=1.1×10-10mol2/L2BaCO3Ba2++CO32-Ksp=5.1×10-9mol2/L2沉淀溶解平衡右移，体内c(Ba2+)

↑，中毒BaCO3Ba2+

+CO32-+2H+H2O+CO2胃酸(pH0.9-1.5)中：学以致用

检查胃病做钡餐透视时，用BaSO4作为内服造影剂，不用BaCO3?

沉淀溶解平衡：BaSO4

Ba2++SO42-Ksp=1.1×10-10mol2/L2BaCO3Ba2++CO32-Ksp=5.1×10-9mol2/L2SO42-不与胃酸中的H+反应，BaSO4的溶解平衡无影响，

c(Ba2+)

在安全范围内学以致用

PARTTHREE分布沉淀思考：多离子存在状态下，谁先沉淀呢？如何预判？分步沉淀：按先后顺序沉淀的现象在含I-和Cl-的溶液中，逐滴加入AgNO3：思考：是不是可以用KSP来判断，沉淀顺序呢？【例2】设溶液中Cl-、CrO42-离子浓度均为0.0010mol/L。若逐滴加入AgNO3溶液，哪一种离子先产生沉淀？已知Ksp(AgCl)=1.77×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12解：若要生成AgCl沉淀，则其浓度为：[Ag+]=[Ksp(AgCl)]／[Cl-]=1.77×10-10／0.0010=1.8×10-7mol/L若要生成Ag2CrO4沉淀，则其浓度为：[Ag+]=（[Ksp(Ag2CrO4)]／[CrO42-]）1/2

=(1.12×10-12／0.001)1/2=3.3×10-5mol/L∴AgCl先沉淀。PARTFOUR沉淀转化他的实质是什么？思考与讨论

沉淀转化现象：由一种沉淀转化成另一种沉淀的过程KI=I-+K+AgCl(s)Ag++Cl-+AgI(s)AgCl(s)+I-AgI(s)+Cl-Ksp(AgCl)=1.8*10-10Ksp(AgI)=8.5*10-17AgCl(Ksp=1.8×10-10)

AgI(Ksp=8.5×10-17)Ag2S(Ksp=6.3×10-50)分析沉淀转化的方向实质沉淀溶解平衡的移动思考与讨论

沉淀转化：由一种沉淀转化成另一种沉淀的过程条件Ksp大→Ksp小的沉淀若换上有龋齿的牙齿她/他还会那么美吗?牙齿表面有坚硬的Ca5(PO4)3OH保护，在唾液中存在平衡：

Ca5(PO4)3OH5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)

Ksp

=2.5×10-59学以致用

Ca5(PO4)3OH5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，有机酸能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，造成龋齿用含氟牙膏可以大大降低龋齿的发生率：Ca5(PO4)3(OH)+F-Ca5(PO4)3F+OH-含氟牙膏Ksp=2.8×10-61

Ksp

=2.5×10-59学以致用

锅炉水垢(CaSO4)既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，造成安全隐患，因此要定期清除难溶物CaSO4CaCO3Ksp4.93×10-53.36×10-9CaSO4

SO42-+

Ca2+

+CO32-CaCO3先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3非结合胆红素（VCB）分子中有羟基，被氧化后（生成羧基）与钙离子结合形成胆红素钙的反应，就是一个有沉淀生成的离子反应，假如你是一位医生，请你从化学的角度分析以下预防胆结石的方法是否合理？A.大量使用纯碱可使钙离子沉淀完全，防止胆结石生成B.不食用含钙的食品C.适量服用维生素E、维生素C等抗氧化自由基可防止胆结石D.手术切除胆囊学以致用

菠菜中含有草酸(HOOC-COOH，二元弱酸，溶于水)HOOC-COOH+Ca2+→CaC2O4↓草酸会结合人体内的Ca2+形成钙沉淀，不溶性钙盐难以被人体吸收而造成缺钙。假如你是一位营养师，你对如何既科学又营养地吃菠菜有什么好的建议？学以致用

如何吃菠菜？方法一：除去草酸，即在油炒前，先将菠菜用热水烫一烫，草酸溶于水而除去，且这样炒的菠菜没有苦涩味。草酸（H2C2O4）是一种二元弱酸，受热能分解。加热条件下，草酸分解生成一氧化碳、二氧化碳和水。反应方程式为：H2C2O4=CO↑+CO2↑+H2O（条件：加热）方法二：把草酸转化为沉淀—“菠菜烧豆腐”100g菠菜(含300mg草酸)100g豆腐(约240mg钙)

当大部