第10章-沉淀平衡课件

第10章

沉淀平衡

Chapter10Precipitation-dissolutionequilibrium

本章教学要求1.掌握的意义及溶度积规则；2.掌握沉淀生成、溶解或转换的条件;3.熟悉有关溶度积常数的计算。本章讲解内容10.1溶度积原理10.2沉淀与溶解10.1溶度积原理

10.1.1

溶度积常数

10.1.3

溶度积与溶解度

10.1.4

同离子效应

10.1.2

溶度积原理

溶度积常数难溶物在溶液中的溶解平衡常数称溶度积常数，简称溶度积。用表示.Kϴsp＝[Sr2+][CrO42-]溶度积SrCrO4(s)Sr2++CrO42-

PbCl2(s)Pb2++2Cl-10.1.1溶度积常数（solubilityproductconstant）＝[Pb2+][Cl]2溶解沉淀

叫溶度积常数——沉淀-溶解达到平衡时，难溶电解质的各离子以方程式中的系数为幂的浓度的乘积。严格讲应用活度积，但S很小，f=1，对通式式中省略了M和B的离子电荷按规定将纯固体的浓度取1或常数，则溶解与沉淀过程离子积某难溶电解质溶液中，其离子浓度系数次方之积称离子积，用J表示。根据J和Kϴsp的相对大小，判断沉淀是否生成或溶解的规则称溶度积规则。

10.1.2溶度积原理(theruleofsolubilityproduct)溶度积规则1、J=Kϴsp，是饱和溶液，无沉淀析出；2、J

<Kϴsp，是不饱和溶液，如加入难溶物，将发生溶解，直至饱和为止；3、J

>Kϴsp，是过饱和溶液，溶液不稳定，会析出沉淀，直至饱和为止。PbI2(s)

例：

(1)加酸

(2)加或

或

促使

BaCO3的生成。利于BaCO3

的溶解。Question1

你认为沉淀平衡中J和的关系与化学平衡中反应商和平衡常数的关系怎样？c(OH-)等于混合溶液中NH3发生碱式电离产生的[OH-]:答：会生成Mg(OH)2沉淀。25℃时，晴纶纤维生产的某种溶液中，C(SO42-)为6.0×10-4

mol·L-.

若在40.0L该溶液中，加入0.010mol·L-BaCl2溶液10.0L，问是否能生成BaSO4

沉淀？10.1.3溶度积和溶解度的关系溶解度用中学的表示法显然很麻烦，如

AgCl在25℃

时的溶解度为0.000135g/100gH2OBaSO4在25℃

时的溶解度为0.000223g/100gH2OHgS在25℃

时的溶解度为0.0000013g/100gH2O若溶解度用S(mol·L-1）表示：平衡浓度nSmS●与溶解度概念应用范围不同，只用来表示难溶电解质的溶解度；●不受离子浓度的影响，而溶解度则不同。●用比较难溶电解质的溶解性能只能在相同类型化合物之间进行，溶解度则比较直观。两者之间有联系也有差别Example10-210.1.4同离子效应

●同离子效应在难溶电解质饱和溶液中加入与其含有相同离子(即构晶离子)的易溶强电解质，使难溶电解质的溶解度降低的作用.计算AgCl在1.0*10-2mol·L-1

的HCl中的溶解度,并将计算出的结果与上例氯化银在纯水中的溶解度对比。Example10-3

设AgCl在HCl中的溶解度为S,在纯水中溶解度为S*计算表明，同离子效应的存在，使AgCl的溶解度减小了1000倍(水中为1.33×10-5mol/L).10.2沉淀与溶解(precipitationanddissolution)

10.2.1

金属氢氧化物沉淀的生成-溶解与分离10.2.2难溶硫化物沉淀与溶解10.2.3

沉淀转化

1难溶金属氢氧化物(1)溶于酸10.2.1金属氢氧化物沉淀的生成-溶解与分离例：在含有0.10mol·L-1Fe3+和0.10mol·L-1Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，Ni2+仍留在溶液中，应控制pH值为多少?

3.2c(Fe3+)≤10-5

7.15Ni2+开始沉淀pH可控制pH=4，这个结果在试剂提纯和离子分离中非常有用.氢氧化物的沉淀—溶解平衡可简化处理为

将一些金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH值制成右图.使用起来十分方便.可以利用控制溶液pH左边金属离子沉淀完全，而右边金属离子不沉淀来进行分级沉淀(分步沉淀)。所有金属氢氧化物,以M(OH)n为通式,则Kϴsp=[Mn+][OH-n]图10-3不同金属离子开始沉淀和完全以氢氧化物沉淀的pH▲溶于酸也溶于碱的氢氧化物Zn(OH)2生成Zn(OH)2沉淀Zn(OH)2溶解类似的化合物，只要金属具两性，均可得到如此曲线.如Cu(OH)2、Zn(OH)2、Cr(OH)3等.(3)溶于铵盐

这一作用原理常被用于分析化学中控制（掩蔽）金属离子的浓度.

在0.20L的0.50mol·L-1MgCl2溶液中加入等体积的0.10mol·L-1的氨水溶液，问有无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)ExamplePbSBi2S3

CuS

CdSSb2S3SnS2As2S3HgS10.2.2难溶硫化物沉淀与溶解

金属硫化物的生成或溶解，与H2S的酸解离平衡有关，实质是多重平衡原理的应用.金属离子沉淀时的浓度其中c(H+)是通过强酸调节的.由此产生过阳离子分组的“硫化氢系统”.开始沉淀沉淀完全

某些金属硫化物沉淀时的c(H+)和pH值ZnS(白色)NiS(黑色)FeS(黑色)MnS(肉色)结论

●被沉淀离子浓度相同，愈大，开始沉淀和沉淀完全时的最大c(H+)愈小，最低pH愈高.

●控制溶液的ｐH值，可使相差较大的金属离子分离

在Cd

2+和Zn2+的混合溶液中，co(Cd2+)=co(Zn2+)=0.10mol·L-1，通入饱和H2S

溶液，使二者分离，应控制pH值为多少?Zn2+开始沉淀Cd2+沉淀完全0.190.34Example

稀HClHAcMnSCdSPbSCuSHgS浓HCl王水ZnS分步沉淀

1L溶液实验：1.分步沉淀和共沉淀

分步沉淀的次序(1)与,沉淀类型有关

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;

沉淀类型不同,要通过计算确定。

(2)与被沉淀离子浓度有关10.2.3沉淀的转化

（Conversionofprecipitation）

例:在1L溶液中使的全部转化为,求的最初浓度为多少?解:结论(1)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;(2)类型不同,计算反应的例：室温下，在1.0L氨水中溶解0.10mol固体的AgCl(s)，问氨水的浓度最小应为多少?

氧化还原溶解

氧化—配位溶解HNO3浓HCl浓HNO3在含有沉淀的溶液中，加入适当试剂，与某一离子结合成为更难溶的物质，叫做沉淀的转化。下面是一份沉淀转化的实验报告:PbCl2(白)PbI2(黄)PbSO4(白)PbCrO4(黄)PbS