无机与分析化学第八章1沉淀溶解平衡课件

第八章（1）沉淀溶解平衡

Precipitationsolubilityequilibrium第一节溶度积第二节沉淀的生成第三节分步沉淀和沉淀的转化第四节沉淀的溶解沉淀的生成与溶解一般可用溶解度的大小来衡量物质在水中溶解能力的大小.物质溶解度(g/100g水)易溶物>0.1微溶物0.01~0.1难溶物<0.01沉淀的生成与溶解对难溶物来说,在它的饱和溶液中存在多相离子平衡.Ba2+SO42-一定T时:

溶解溶解BaSO4(s)BaSO4(aq)Ba2+(aq)+SO42-(aq)

沉淀沉淀平衡时Ksp

=[Ba2+][SO42-]Ksp称为溶度积常数,简称溶度积(solubilityproduct).表示一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂的乘积为一常数。Ba2++SO42-BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)简写为BaSO4(s)设AmBn(s)mAn++nBm-Ksp=[An+]m[Bm-]n一、溶度积常数二、溶度积和溶解度的相互换算例3-1已知298K时,BaSO4的Ksp=1.0710-10,Ag2CrO4的Ksp=1.1210-12,试比较二者溶解度S的大小。

解：BaSO4(s)Ba2++SO42-平衡浓度/mol·L-1

SS

Ksp=[Ba2+][SO42-]=S2Ag2CrO4(s)2Ag++CrO42-平衡浓度/mol·L-12SS

Ksp=[Ag+]2[CrO42-]=(2S)2·S=4S3结论

相同类型，Ksp,S.

不同类型,不能用Ksp判断S的大小.

二、溶度积和溶解度的相互换算CuS(s)Cu2++S2-Cu2++H2OCu(OH)++H+S2-+H2OHS-+OH-如：Fe(OH)3(s)Fe(OH)2++OH-K1Fe(OH)2+Fe(OH)2++OH-K2Fe(OH)2

+Fe3++OH-K3＋)Fe(OH)3Fe3++3OH-KspKsp=K1·K2·K3[Fe3+]:[OH-]≠1:3二、溶度积和溶解度的相互换算三、溶度积规则c任意浓度

2．溶度积规则

IP=Ksp

饱和溶液平衡状态IP<Ksp

未饱和溶液平衡沉淀溶解IP>Ksp过饱和溶液平衡沉淀析出1．离子积IP(ionproduct)AmBn(s)mAn++nBm-⒊

溶度积规则的使用条件⑴>10-5g·ml-1固体，才有浑浊现象。⑵溶液呈过饱和状态时，沉淀难于生成。⑶避免沉淀剂过量如：Hg2++2I-＝HgI2↓(桔红)HgI2+2I-＝HgI42-(无色)⑷避免副反应如：CO32-+H2OHCO3-+OH-S2-+H2OHS-+OH-例3-2已知BaSO4的Ksp=1.07×10-10，求298K时，BaSO4在0.0100mol·L-1的K2SO4溶液中的溶解度。并与在纯水中的溶解度(例3-1)作比较。解：设溶解度为

xmol·L-1平衡浓度/mol·L-1x0.0100+xBaSO4(s)Ba2++SO42-Ksp=[Ba2+][SO42-]=x

·(0.0100+x)∵0.0100+x

≈0.0100溶液中离子浓度≦10-6mol·L-1,沉淀完全。结论纯水中：上述PbI2(加KI)沉淀中继续加过量KI(s)→溶解PbI2+2I-

＝[PbI4]2-含同离子的沉淀剂不能过量太多沉淀剂过量20﹪～30﹪即可。同离子效应

盐效应在难溶电解质饱和溶液中加入不含相同离子的强电解质，将使难溶电解质的溶解度略为增大的现象。AB(s)A++B-离子浓度较高时：Ksp=[A+][B-]I↑，

＜1，IP＜Ksp平衡即1.07×10-10≈0.0090x∴

x=[SO42-]≈1.2×10-8mol·L-1⑵

设平衡时[SO42-]=xmol·L-1沉淀完全是指离子残留量≤10-5mol·L-1故加入BaCl2可使SO42-沉淀完全Ksp=[Ba2+][SO42-]=

(0.0090

+x)x起始浓度/mol·L-10.0100.0010平衡浓度/mol·L-10.010﹣0.0010+

xxBaSO4(s)Ba2++SO42-∴0.0090+x≈0.0090

∵

x

很小二、控制溶液的pH值例3-4计算298K时使0.010mol·L-1Fe3+开始沉淀和沉淀完全时溶液的pH值。已知Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39。解：Fe(OH)3(s)Fe3++3OH-⑴开始沉淀∵[Fe3+][OH-]＝KsppOH=13﹣lg6.42=12.19∴pH=1.81⑵

沉淀完全例3-5在100ml0.20mol·L-1的MgCl2溶液中，加入100ml含有NH4Cl的0.010mol·L-1氨水溶液,欲阻止生成Mg(OH)2沉淀，上述氨水中需含几克NH4Cl？[Fe3+]≤10-5mol·L-1∴pH=14﹣(12﹣lg6.42)=2.81

§3-3分步沉淀和沉淀的转化用一种沉淀剂，使溶液中的几种离子先后沉淀出来的方法。例3-6溶液中Cl-、CrO42-离子浓度均为0.0010mol·L-1，

若逐滴加入AgNO3溶液，试计算：（1）哪一种离子先产生沉淀？（2）第二种离子开始沉淀时，溶液中残留的第一种离子的浓度是多少？一、分步沉淀解：(1)开始沉淀故AgCl已沉淀完全([Cl-]﹤10-5mol·L-1)∴先产生AgCl沉淀⑵

Ksp=[Ag+][Cl-]⒈

金属硫化物的分步沉淀MS+2H+M2++H2S＝Ksp一、分步沉淀K不使Zn2+沉淀，溶液中H+的最高浓度为∴0.14mol·L-1

＜[H+]＜2.1mol·L-1是近似计算分步沉淀⒉

金属氢氧化物的分步沉淀M(OH)n(s)Mn++nOH-

Ksp=[Mn+][OH-]n例3-8某酸性溶液中，Fe3+和Zn2+离子的浓度均为0.010

mol·L-1,根据它们的溶度积，计算出彼此分离的pH范围。二、沉淀的转化在含有某一沉淀的溶液中，加入适当的试剂，使之生成另一种沉淀。例3-9通过计算说明，在含有SrCO3沉淀溶液中加入Na2SO4溶液，能否将SrCO3转化为SrSO4？解：SrCO3(s)+SO42-SrSO4(s)+CO32-SrCO3饱和溶液中故可以转化二、沉淀的转化例3-10如果在1LNa2CO3溶液中转化0.010mol·L-1

CaSO4，问Na2CO3的最初浓度应为多少？解：CaSO4(s)+CO32-CaCO3(s)+SO42-∴

Na2CO3的最初浓度为0.010+7.1×10-7≈0.010(mol·L-1)§3-4沉淀的溶解

IP<Ksp1．生成弱电解质⑴生成弱酸CaCO3(s)+2H+Ca2++H2CO3H2O+CO2↑

CaCO3(s)Ca2++CO32-CO32-+H+HCO3-HCO3-+H+H2CO3CaCO3(s)+2HAcCa2++2Ac-+H2CO3CaCO3(s)Ca2++CO32-2HAc2Ac-+2H+CO32-+H+HCO3-HCO3-+H+H2CO3⑵

生成弱酸盐PbSO4(s)+2Ac-Pb(Ac)2+SO42-PbSO4(s)Pb2++SO42-K1=KspPb2++2Ac-Pb(Ac)2K2=K稳K=K1·K2=Ksp·K稳=1.8×10-8×1.0×104=1.8×10-41．生成弱电解质⑶

生成弱碱Mg(OH)2(s)+2NH4+Mg2++2NH3·H2OMg(OH)2(s)Mg2++2OH-

K1=Ksp2NH4++2OH-2NH3·H2O⑷生成水Fe(OH)3(s)+3H+Fe3++3H2O⒉

发生氧化还原反应3CuS+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O⒊生成配离子AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-IP＜

Ksp∴

溶解[Ag+][S2-]IP＜

Ksp∴

溶解课堂练习：在AgCl的饱和溶液