无机化学课件-沉淀溶解平衡

第三章沉淀溶解平衡3.1溶度积一、溶度积常数（未溶解的固体）

（饱和溶液中的水合离子）

上述平衡称为沉淀溶解平衡

沉淀溶解平衡饱和溶液第三章沉淀溶解平衡3.1溶度积一、溶度积常数（未溶1即Ksp称为难溶电解质沉淀溶解平衡常数，又称溶度积常数，简称溶度积。注意式中的浓度都是物质的量浓度（mol·L-1）即Ksp称为难溶电解质沉淀溶解平衡常数，又称溶度积常2对于AmBn(s)型电解质

Ksp=[An+]m[Bm-]nKsp的定义：在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中各离子浓度幂的乘积。Ksp的意义：在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中各离子浓度幂的乘积为一常数。它的大小与物质的溶解度有关，反映了难溶电解质在水中的溶解能力。对于AmBn(s)型电解质Ksp=[An+]m[B3二、溶度积和溶解度的关系【例3-1】AgCl在298K时的溶解度(S)为1.91×10-3g·L-1,求其溶度积。解：

已知AgCl的摩尔质量M(AgCl)为143.4g.mol-1，将AgCl的溶解度换算成物质的量浓度为：S=1.91×10-3/143.4=1.33×10-5(mol·L-1)∵溶解的AgCl(s)可认为完全解离。

∴[Ag+]=[Cl-]=S=1.33×10-5mol·L-1∴Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=S2=(1.33×10-5)2=1.77×10-10二、溶度积和溶解度的关系【例3-1】AgCl在298K时的溶4【例3-2】Ag2CrO4在298K时的溶解度（S）为6.54×10-5mol·L-1，计算其溶度积。解：

溶解的Ag2CrO4可认为完全解离。∴[Ag+]=2S=2×6.54×10-5mol·L-1[CrO42-]=S=6.54×10-5mol·L-1∴Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO42-]=(2S)2(S)=(2×6.54×10-5)2×(6.54×10-5)=1.12×10-12【例3-2】Ag2CrO4在298K时的溶解度（S）为6.55【例3-3】Mg(OH)2在298K时的Ksp值为5.61×10-12，求该温度时Mg(OH)2的溶解度。解：

结论

相同类型，Ksp,S.

不同类型，不能用Ksp判断S的大小.

设Mg(OH)2的溶解度为S

mol·L-1∵溶解的Mg(OH)2可认为完全解离∴在饱和溶液中[Mg2+]=S，[OH-]=2SKsp(Mg(OH)2)=[Mg2+][OH-]2

=S(2S)2=4S3=5.61×10-12【例3-3】Mg(OH)2在298K时的Ksp值为5.61×6注意：Ksp与S之间的换算是有条件的

1.适用于离子强度很小，浓度可以代替活度的溶液。对于溶解度相对较大的电解质（如CaSO4、CaCrO4等），由于离子强度较大，将会产生较大误差。

2.适用于难溶强电解质。对于象Hg2Cl2、Hg2I2等难溶弱电解质，溶液中还存在溶解了的分子与水合离子之间的解离平衡，用上述方法换算也会产生较大误差。

3.适用于溶解后解离出的阳、阴离子在水溶液中不发生水解等副反应或副反应程度很小的物质。对于难溶的硫化物、碳酸盐、磷酸盐等，由于S2-、CO32-、PO43-的水解（阳离子Fe3+等也易水解），促使难溶电解质更多地溶解。因此，用上述方法换算也会产生较大误差。注意：Ksp与S之间的换算是有条件的1.适用于离子强度73.2沉淀溶解平衡的移动一、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

不饱和溶液沉淀溶解，至饱和为止IP>Ksp过饱和溶液沉淀析出，至饱和为止1．离子积IPAmBn(s)3.2沉淀溶解平衡的移动一、溶度积规则c任意浓度8⒊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-⒊溶度积规则的使用条件⑴>10-5g·ml-19二、同离子效应和盐效应⒈同离子效应PbI2

饱和溶液

+

KI

(aq)→

黄↓在难溶电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质，将使难溶电解质溶解度降低的现象。概念：二、同离子效应和盐效应⒈同离子效应PbI2饱和溶液+10解释：平衡移动原理——沉淀完全的标准被沉淀离子残留浓度≤10-6mol·L-1解释：平衡移动原理——沉淀完全的标准被沉淀离子残留浓度≤1112.盐效应在难溶电解质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有增大的现象。解释：用活度的概念

概念：2.盐效应在难溶电解质溶液中加入不含相同离子的强电解质，123.3沉淀的生成条件：IP>Ksp【例3-5】在20ml0.0020mol·L-1Na2SO4溶液中加入20ml0.020mol·L-1BaCl2溶液，有无BaSO4沉淀生成？并判断SO42-离子是否沉淀完全？已知BaSO4的Ksp=1.07×10-10.解:（1）∴有BaSO4沉淀生成3.3沉淀的生成条件：IP>Ksp【例3-5】在213即1.07×10-10≈0.0090x∴x=[SO42-]≈1.2×10-8mol·L-1⑵设平衡时[SO42-]=x

mol·L-1沉淀完全是指离子残留量≤10-6mol·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-10.010﹣0.00100平衡浓度/mol·L-10.010﹣0.0010+

xxBaSO4(s)Ba2++SO42-∴0.0090+x≈0.0090

∵

x

很小即1.07×10-10≈0.009014【例3-6】

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=1.81【例3-6】计算298K时使0.010mol·L-1Fe315⑵沉淀完全[Fe3+]≤10-5mol·L-1∴pH=14﹣(12﹣lg6.42)=2.81⑵沉淀完全[Fe3+]≤10-5mol·L-1∴16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

溶液中Cl-、I-的浓度都为0.0100mol·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？3.4分步沉淀用一种沉淀剂，使溶液中的例溶液中Cl-、I-的浓度都17解：(1)开始沉淀

故AgI已沉淀完全([I-]﹤10-6mol·L-1)∴先产生AgI沉淀⑵Ksp=[Ag+][Cl-]解：(1)开始沉淀故AgI已沉淀完全([I-]183.5沉淀的转化在含有某一沉淀的溶液中，加入适当的试剂，使之转化为另一种沉淀的过程，称为沉淀的转化。3.5沉淀的转化在含有某一沉淀的溶液中，加入适当的试剂，19沉淀转化的一般规律

对于相同类型的难溶物，沉淀的转化方向是由Ksp大的转化为Ksp小的，Ksp相差越大，转化反应越完全。对于不同类型的难溶物，沉淀转化的方向是由溶解度大的转化为溶解度小的。

【例3-10】如果在1升Na2CO3溶液中转化0.010mol·L-1CaSO4，问Na2CO3的最初浓度应为多少？沉淀转化的一般规律对于相同类型的难溶物，沉淀的转化方20解：[SO42-]=0.01(mol·L-1)

∴平衡时[CO32-]=[SO42-]/K=0.010/1.4×104=7.4×10-7(mol·L-1)又∵转化1molCaSO4需要1molNa2CO3

∴Na2CO3的最初浓度应为：

0.01+7.4×10-7≈0.01(mol·L-1)解：[SO42-]=0.01(mol·L-1)∴平衡时[213.6沉淀的溶解