《无机化学》课件-项目八 沉淀溶解平衡

化学无机项目八沉淀溶解平衡

1.溶度积课堂引入难溶强电解质

电解质根据S大致可划分为易溶、微溶、难溶三大类。易溶:S＞

0.1g/100gH2O难溶:

S＜0.01g/100gH2O微溶：0.1g/100gH2O＞

S＞

0.01g/100gH2O难溶强电解质

在水中溶解度很小，但溶解在水中的部分是全部解离的，这样的电解质称为难溶强电解质。难溶电解质：如AgCl、CaCO3、BaSO4等概念溶解：固体表面的Ag+和Cl-受极性溶剂水分子的吸引脱离固体，成为水合离子进入溶液的过程即为溶解。沉淀溶解平衡++++++++--------+-+++---++++++++--------+--++++---+++++++-------+-+++----++-:H2O+:Ag+-:Cl--:水合Cl-+：水合Ag+沉淀溶解平衡沉淀：水溶液中不断运动着的水合Ag+和Cl-在接近固体时，受到固体表面上Ag+、Cl-离子的吸引，重新回到固体表面，这一过程叫沉淀。++++++------+-+++----++-++++++++-------+-+++----:H2O+:Ag+-:Cl--:水合Cl-+：水合Ag+难溶强电解质H2OAg+H2OH2OH2OH2OH2OCl-H2OH2O+溶解沉淀Ag+Cl-H2OH2OH2OH2OAg+Cl-H2OH2OH2O在一定条件下，当沉淀和溶解速率相等时，溶液中Ag+、Cl-浓度保持不变，此时体系所处的状态为化学平衡状态，称为沉淀-溶解平衡。溶度积常数

溶度积常数

溶解

沉淀Kspθ

=[Ag+]1·[Cl-]1式（1）式（2）

AmBn(s)

mA

n+

(aq)+nBm-(aq)对任一难溶强电解质溶液，在一定条件下达平衡，有：

溶度积常数在一定温度下，难溶强电解质达到沉淀-溶解平衡时，溶液中有关离子浓度幂的乘一常数，为溶度积常数。式（4）式（3）Ksp

与难溶电解质的本性，温度有关，与溶液中离子浓度的变化无关。Ksp

反映了难溶强电解质的溶解能力，Ksp

越小，难溶强电解质就越难溶于水。

溶度积常数

溶度积常数298.15K时，查表可知下列不同难溶强电解质的溶度积。Kspθ（AgCl）

=1.8×10-10Kspθ（AgBr）

=5.4×10-13Kspθ（AgI）

=8.52×10-17大小Ksp逐渐减小，故其溶解能力从上到下逐渐减弱。强弱溶度积溶解度是否一致

溶度积常数和溶解度

溶度积常数和溶解度溶度积：指一定温度下，难溶电解质在饱和溶液中离子浓度幂的乘积，用Ksp表示。计算中，离子浓度只能以mol/L表示。溶解度：指一定温度下，物质在其饱和溶液中的浓度，用S表示。溶解度的单位用g/100gH2O、g/L，mol/L表示。比较：溶解度和溶度积都能表示难溶电解质的溶解能力。溶解度适用于所用物质，溶度积仅适用于难溶强电解质，它们之间有一定关系，可以相互换算。

溶度积常数和溶解度

AmBn(s)

mA

n+

(aq)+nBm-(aq)对任一难溶强电解质溶液，在一定条件下达平衡，设其溶解度为s，则[An+]=ms，[Bm-]=ns，AB型化合物：A2B或AB2型化合物：

溶度积常数和溶解度BaSO4溶解度为：Ag2CrO4溶解度为：解：例2:已知298K时，Ag2CrO4和BaSO4的溶度积分别为1.1×10−12和1.1×10−10，试求Ag2CrO4和BaSO4在水中的溶解度。从计算结果看出：虽然Ag2CrO4比BaSO4的溶度积小，但溶解度却较大。练习相同类型的难溶电解质，溶度积Ksp越小，溶解度s也越小。不同类型的难溶电解质，Ksp大，s不一定大。必须通过计算才能得出正确的结论。

溶度积常数和溶解度小结2.溶度积常数难溶强电解质

在水中溶解度很小，但溶解在水中的部分是全部解离的，这样的电解质称为难溶强电解质。难溶电解质：如AgCl、AgI、AgBr、CaCO3、BaSO4等概念BaSO4(s)溶解沉淀Ba2+(aq)+SO42-(aq)溶解：固体表面的Ba2+和SO42-受极性溶剂水分子的吸引脱离固体，称为水合离子进入溶液的过程。沉淀：水溶液中不断运动着的水合Ba2+和SO42-在接近固体时，受到固体表面离子的吸引，重新回到固体表面。沉淀溶解平衡BaSO4(s)溶解沉淀Ba2+(aq)+SO42-(aq)

溶度积常数达到平衡时K=[Ba2+]·[SO42-][BaSO4]K·[BaSO4]=Ksp=[Ba2+]·[SO42-]溶度积常数（反映了难溶电解质在水中的溶解能力）

溶度积常数若难溶电解质为:AmBnKsp=

[Aa+]m·[Bb-]nAmBn(s)

mAa+（aq）

+nBb-（aq）

溶度积常数

在一定温度下，难溶电解质达成沉淀溶解平衡时，溶液中有关离子浓度幂的乘积为一常数。

溶度积常数Ksp取决于难溶电解质的本性，并随着温度的升高而增大，但与难溶电解质沉淀的量及溶液中离子浓度的变化无关。

溶度积常数3.溶度积规则龋齿的发生龋齿溶度积常数溶度积常数（Ksp）——在一定温度下，难溶强电解质达到沉淀与溶解平衡时，溶液中有关离子浓度幂的乘积为一常数。溶度积常数

Ksp=[Aa+]m·[Bb-]nAmBn(s)mAa+(aq)

+nBb-(aq)

对于难溶强电解质AmBn：溶度积常数Q=、、、、、…溶度积规则在难溶性电解质溶液中在任一状态下离子浓度幂的乘积定义为离子积。对于难溶强电解质AmBn，则有：Q1Q2Q3Q4Q5Q6QQ=KspQ=(Aa+)m•(Bb−)n溶度积规则溶度积规则Q=Ksp1饱和溶液，维持不变。Q>Ksp2过饱和溶液，沉淀析出。Q<Ksp2不饱和溶液，固体溶解。溶度积规则应用Ca10(OH)2(PO4)6(s)溶解沉淀10Ca2++2OH-+6PO3-羟基磷灰石(HAP)食物残渣口腔微生物有机酸H++

H2OQ<Ksp，羟基磷灰石溶解溶度积规则应用水垢形成（Q>Ksp）：Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑Mg(HCO3)2=MgCO3↓+H2O+CO2↑MgCO3+H2O=Mg(OH)2↓+CO2↑溶度积规则应用CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2OMg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O除去水垢（Q>Ksp）：4.沉淀的溶解和转化钡盐中毒钡盐中毒沉淀的溶解溶度积规则Q=Ksp1饱和溶液，维持不变。Q>Ksp2过饱和溶液，沉淀析出。Q<Ksp3不饱和溶液，固体溶解。沉淀的溶解方法一：生成弱电解质使沉淀溶解碳酸盐沉淀能溶于强酸。2HCl

2Cl‾+2H+

CaCO3

(s)Ca2++CO32‾

CO2

+H2O沉淀的溶解2HCl

2Cl‾+2H+

BaCO3

(s)Ba2++CO32‾

CO2

+H2O方法一：生成弱电解质使沉淀溶解钡盐中毒的原因是在胃酸作用下无毒的碳酸钡形成有毒的钡离子。沉淀的溶解方法二：利用氧化还原反应使沉淀溶解8H

++2NO3‾3CuS

(s)3S2‾+3Cu2+3S

+2NO

+4H2OCuS因溶度积太小而不溶于盐酸，但能溶于稀硝酸。沉淀的溶解方法三：形成难解离的配离子2NH3AgCl

(s)Cl‾+Ag+[Ag(NH3)2]+AgCl溶解度很小，但能溶于氨水。沉淀的转化概念

在含有某种沉淀的溶液中，加入适当的试剂，可以将其转化为另一种沉淀，这种过程称为沉淀的转化。沉淀的转化CaSO4+CO32−CaCO3+SO42−

锅炉的锅垢里含有CaSO4，用Na2CO3溶液处理，使之转化为易溶于酸的CaCO3，易于除垢。沉淀的转化沉淀的转化一般是由溶解度大的向溶解度小的方向进行。对于同类型的难溶电解质间即由Ksp大的向Ksp小的方向转化。Ksp相差越大，沉淀转化反应越完全。5.分级沉淀生活现象用什么样的方法检测氯化钠注射液的浓度呢？向含有NaCl和KI的溶液中逐滴加入AgNO3溶液。实验实验观象向含有NaCl和KI的溶液中逐滴加入AgNO3溶液。实验实验观象为什么沉淀有先后？Ag++Cl-=AgCl

↓Ag++I-=AgI

↓AgCl：Ksp=1.8×10-10

AgI：Ksp=8.5×10-17动画探理AgI的Ksp小动画探理AgCl的Ksp大AgI的Ksp小分级沉淀动画探理溶液中含有两种或两种以上的离子，都能与同一试剂生成难溶性电解质沉淀，当向溶液中加入此沉淀剂，先后生成几种沉淀的现象称为分级沉淀。分级沉淀例：在含有0.10mol/LCl−

和0.10mol/LI−

的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，哪种离子先沉淀？能否用分级沉淀将二者分离？例题解析计算AgCl和AgI沉淀析出时所需[Ag+]的最低值。此时Q=KspAgCl析出时：沉淀I‾

所需[Ag+]较低，所以AgI沉淀先析出。AgI析出时：例题解析当AgCl沉淀开始析出时，[A