《无机化学简明教程》课件-第5章 沉淀溶解平衡

1AgNO3(aq)+NaCl(aq)⇌AgCl(s)+NaNO3(aq)离子沉淀完全的指标c<1.0

10-5mol·L-1(定性)c<1.0

10-6mol·L-1(定量)2医学3离子型化合物是强电解质，在水溶液中完全电离。4难溶性强电解质的沉淀溶解平衡两个问题:沉淀溶解平衡的特征沉淀溶解平衡的移动第5章5沉淀溶解平衡的特征Ksp

-溶度积常数1BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq)

ΔH

te/mol·L-1SSKsp=[Ba2+][SO42-]=S26

AmBn⇌mAn++nBm-

te/mol·L-1mSnSKsp=[An+]m[Bm-]n=[mS]m[nS]n

=mmnnSm+n7Ksp

和S(摩尔溶解度)的比较具有相同分子组成的离子化合物,Ksp

越大，则其S越大；具有不同分子组成的离子化合物,Ksp

越大，其S未必也大；

表1

离子型化合物的Ksp和S

分子组成分子式Ksp

S(mol·L-1)ABAgCl1.77

10-10

1.33

10-5

ABAgBr5.35

10-13

7.31

10-7

A2BAg2CrO41.12

10-12

6.54

10-5

A2BAg2S6.7

10-502.6

10-17

Ksp(T)是常数，只随温度改变;S还随浓度而改变8例1

已知AgCl的Ksp=1.8

10-10，计算其在下述条件下的溶解度S：(a)在1L纯水中；(b)

在0.01MKNO3溶液中(c)在0.01MAgNO3溶液中(d)在0.01MNaCl溶液中解:(a)AgCl(s)⇌Ag++Cl-

te

/mol·L-1SS

Ksp=S2

S=

Ksp=1.33

10-5mol·L-1

例1

已知AgCl的Ksp=1.77

10-10，计算其在下述条件下的溶解度S：(a)在1L纯水中；S=1.33

10-5mol·L-1(b)

在0.01MKNO3溶液中(c)在0.01MAgNO3溶液中(d)在0.01MNaCl溶液中

(b)

I=0.01mol·L-1,lgf=(-0.509

z+z-

I)/(1+

I)f=0.9AgCl(s)⇌Ag++Cl-te/mol·L-10.9S0.9S

Ksp=(0.9S)2,S=1.48

10-5mol·L-1

10

例1

已知AgCl的Ksp=1.77

10-10，计算其在下述条件下的溶解度S：(a)在1L纯水中；S=1.33

10-5mol·L-1(b)

在0.01MKNO3溶液中；S=1.48

10-5mol·L-1(c)在0.01MAgNO3溶液中(d)在0.01MNaCl溶液中

(c)

AgCl(s)⇌Ag++Cl-te/mol·L-1S+0.01=0.01S

Ksp=0.01S,S=1.77

10-8mol·L-1

(d)

AgCl(s)⇌Ag++Cl-te/mol·L-1SS+0.01=0.01

Ksp=0.01S,S=1.77

10-8mol·L-1

11同离子效应：相同离子的存在使得难溶性强电解质的溶解度减小。盐效应：不同离子的存在使得难溶性强电解质的溶解度略微增大。例1

已知AgCl的Ksp=1.77

10-10，计算其在下述条件下的溶解度S：(a)在1L纯水中；S=1.33

10-5mol·L-1(b)

在0.01MKNO3溶液中；S=1.48

10-5mol·L-1(c)在0.01MAgNO3溶液中；S=1.77

10-8mol·L-1

(d)在0.01MNaCl溶液中；S=1.77

10-8mol·L-1

12平衡移动因

ΔH

数值接近于零,Ksp

随温度变化不大;22-1沉淀溶解平衡的影响因素13

Qsp

-离子积溶度积原理

G

<0,Qsp<Ksp,反应正向进行,不饱和溶液，无沉淀析出。

G

=0,Qsp=Ksp,反应达平衡，为饱和溶液。

G

>0,Qsp>Ksp,反应逆向进行,为过饱和溶液，沉淀析出直至饱和溶液。142-2沉淀生成[Ca2+]=0.30

0.100/(0.100+0.200)=0.10mol·L-1[F-]=0.060

0.200/0.300=0.040mol·L-1例2实验室制备沉淀的一般方法是将含有相应离子的溶液混合。现将0.100L的0.30mol·L-1Ca(NO3)2

与0.200L的0.060mol·L-1NaF混合，是否出现沉淀?Ksp

(CaF2)=3.45

10-11Qsp=[Ca2+][F-]2=0.10

0.0402=1.6

10-4>Ksp

(CaF2)

CaF2

沉淀析出将0.100L的0.30mol·L-1Ca(NO3)2

与0.200L的0.060mol·L-1NaF混合，是否出现沉淀?若有沉淀，此时F-是否沉淀完全？

Ksp

(CaF2)=3.45

10-11课堂练习解：CaF2(s)=Ca2++2F-t0/mol·L-10.100.04t平/mol·L-10.10-(0.04-x)/2

≈0.08x

Ksp

(CaF2)=3.45

10-11=0.08x2

x=2.1

10-5mol·L-1>1

10-5mol·L-1即F-尚未沉淀完全16应用离子沉淀完全的标准:c<1.0

10-6mol·L-1(定量)c<1.0

10-5mol·L-1(定性)分步沉淀-分离离子

17例3

溶液中含有0.2mol·L-1MgCl2

和0.10mol·L-1CuCl2.能否用生成氢氧化物的方法将Mg2+和Cu2+分离?已知KspMg(OH)2=5.6

10-12,Ksp

Cu(OH)2=2.2

10-20.解:Cu2+

沉淀完全时[OH-]:[OH-]2=Ksp

Cu(OH)2/[Cu2+]=2.2

10-20/1.0

10-6=2.2

10-14[OH-]=1.5

10-7mol·L-1此时,Qsp

Mg(OH)2:Q

sp=[Mg2+][OH-]2=0.2

(1.5

10-7)2=4.5

10-15<KspMg(OH)2=5.6

10-12Cu2+

沉淀完全时，Mg2+尚未开始沉淀、还在溶液中；过滤即将二者完全分离。182-3

沉淀溶解加配体，生成配合物AgCl(s)+2NH3·H2O⇌Ag(NH3)2++Cl-

发生氧化还原反应

CuS(s)+4H++2NO3-⇌Cu2++2NO2↑+S+2H2O

加强酸，生成弱酸CaCO3(s)+2H+⇌Ca2++CO2+H2O多重平衡：两个或多个类型的离子平衡同时存在。三种方法:19例4已知

KspBaCO3=2.58

10-9,KspBaCrO4=1.17

10-10计算下面反应的K:BaCO3(s)+CrO42-⇌BaCrO4(s)+CO32-解：K=[CO32-]/[CrO42-]=Ksp

BaCO3/KspBaCrO4

=2.58

10-9/(1.17

10-10)

=22.12-4沉淀转化20龋齿的发生与沉淀溶解平衡Ca5(PO4)3(OH)(s)⇌5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)

KspCa5(PO4)3(OH)=6.8

10-37

KspCa5(PO4)3F=1.0

10-60

NaF甘油膏Ca5