《化工四大化学(专业)沉淀反应(课堂讲义).》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工四大化学(专业)沉淀反应(课堂讲义).（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第三章 酸碱反应和沉淀反应,3.4 沉淀反应,难溶电解质： 溶解度 0.01g/100gH2O,微溶电解质： 溶解度 0.1g0.01g/100gH2O,易溶电解质： 溶解度 0.1g/100gH2O,1. 溶度积常数,3.4.1 难溶电解质的溶度积和溶解度,一般难溶电解质,即: 在一定温度下, 难溶电解质的饱和溶液 中，各组分离子浓度幂的乘积是一个常数,1. 溶度积常数,溶度积表达式也适用于难溶弱电解质,2. 溶解度与溶度积的相互换算,例,1.0810-10=xx,x=1.0410-5,即 s(BaSO4)= 1.0410-5 molL-1,已知298.15K时Ksp(BaSO4)=1.0
2、810-10, 计算298.15K时的 s(BaSO4),对于AB型难溶强电解质,1.不适用于易水解的难溶电解质,2.不适用于难溶弱电解质,只有相同类型、基本不水解的难溶强电 解质，可直接根据溶度积大小来比较溶 解度的相对大小,1. 溶度积规则,3.4.2 沉淀反应,例,在10mL0.10molL-1MgSO4溶液中加入10mL 0.10molL-1NH3H2O,问有无Mg(OH)2沉淀生成？,有Mg(OH)2沉淀生成,例,在10 mL 0.10 molL-1 MgSO4溶液中加入10 mL 0.10molL-1NH3H2O,若使Mg(OH)2沉淀溶解, 最少要加入多少克NH4Cl？,例,在1
3、0 mL 0.10 molL-1 MgSO4溶液中加入10 mL 0.10molL-1NH3H2O,若使Mg(OH)2沉淀溶解, 最少要加入多少克NH4Cl？,使沉淀溶解 c(OH-) 1.110-5 molL-1,解:,c(NH4Cl)(8.210-2-1.110-5)molL-10.082molL-1,平衡浓度/(molL-1) 0.050-1.110-5 y 1.110-5,最少要加入NH4Cl (0.0820.02053.5) =0.087g,2. 影响沉淀反应的因素,s =1.110-9molL-1 s,2. 影响沉淀反应的因素,沉淀完全的概念 一般当c(离子)10-5molL-1,
4、认为沉淀完全。 为使离子沉淀完全, 可利用同离子效应, 加入过量沉淀剂 (一般过量20%50%),如 M(OH)n型难溶氢氧化物,例,为除去1.0 molL-1 ZnSO4溶液中的 Fe3+, 溶液的pH值应控制在什么范围？,pH应控制为： 2.81pH5.7,调节溶液pH值, 可进行离子的分离和提纯。 如:为除去 1 molL-1 ZnSO4溶液中的Fe3+ 溶液pH 2.81pH5.7,3. 分步沉淀,演示实验,现象：PbS先沉淀，PbCrO4后沉淀,为达到分离, 即AgI沉淀完全时AgCl不沉淀,即AgCl开始沉淀时AgI已沉淀完全,在含0.20molL-1Ni2+、0.30molL-1
5、Fe3+ 溶液中加入NaOH溶液使其分离，计算溶 液的pH控制范围,例,沉淀次序：不同类型，需计算开始沉淀所 需沉淀剂的浓度，所需浓度小 的先沉淀,c2(OH-) c1(OH-) , Fe(OH)3先沉淀,在含0.20molL-1Ni2+、0.30molL-1Fe3+ 溶液中加入NaOH溶液使其分离，计算溶 液的pH控制范围,例,解: (2) 计算Fe(OH)3沉淀完全时的pH,pH=2.81,为使离子分离, pH应控制在2.816.72之间,1. 沉淀的溶解,生成弱酸 CaCO3(s) + 2H+ Ca2+ + H2CO3,生成水 Fe(OH)3(s) + 3H+ Fe3+ + 3H2O,3
6、.4.2 沉淀的溶解和转化,PbI2(s) + 2I- PbI42-,2. 沉淀的转化,在试剂作用下，由一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程,沉淀转化趋势较大,类型相同的难溶强电解质 一般来说，溶度积大的难溶电解质易转化 为溶度积小的难溶电解质 难溶电解质溶度积相差越大, 转化越完全,又如 锶盐的生产 需先用Na2CO3将SrSO4(不溶于水和一般酸) 转化为SrCO3,制备难溶化合物,3.4.2 沉淀反应的应用,1. 除去溶液中杂质,如 氯碱工业饱和食盐水的精制,2. 离子鉴定,2. 离子鉴定,3. 离子分离,拓宽视野,近代酸碱理论简介,阿仑尼乌斯(Arrhenius)电离理论,富兰克
7、林(Franklin)溶剂理论,布朗斯泰德(Bronsted)质子理论,路易斯(Lewis)电子理论,皮尔逊(Pearson)软硬酸碱理论,1. 阿仑尼乌斯(Arrhenius)电离理论,酸：在水溶液中解离产生的阳离子全部是H+的化合物 碱：在水溶液中解离产生的阴离子全部是OH-的化合物,缺点： 立论仅局限于水溶液体系，不适用于非水溶剂和无溶剂体系。,返回,2. 富兰克林(Franklin)溶剂理论,在特定溶剂的溶液中： 凡能解离产生溶剂阳离子的物质为酸；凡能解离产生溶剂阴离子的物质为碱。,优点： 不仅概括了水溶液中的酸、碱概念，而且把酸、碱概念引入非水溶剂中去。,缺点： 只能描述溶剂中的酸、
8、碱，不能概括气相和固相中的酸碱反应。,返回,3. 布朗斯泰德(Bronsted)质子理论,凡能给出质子的物质称为酸，凡能接受质子的物质称为碱，并且质子酸与碱有共轭关系。水溶液中解离、中和、水解反应等，都是质子传递(或转移)反应。,它所指的碱包括了所有显示碱性的物质，但对于酸仍限制在含氢的物质上，故酸碱反应也仅局限于含质子转移的反应。,返回,4. 路易斯(Lewis)电子理论,凡是能给出电子对的物质(分子、离子或原予团)为碱，凡能接受电子对的物质(分子、离子或原子团)为酸。 酸碱反应是电子的转移，是碱性物质提供电子对与酸性物质生成配位共价键的反应。,Lewis酸碱着眼于物质的结构 ，具有高度概括
9、性。,返回,5. 皮尔逊(Pearson)软硬酸碱理论,在Lewis酸碱理论的基础上，根据Lewis酸碱对外层电子吸引的松紧程度，即保持价电子能力的强弱将酸碱又划分为软硬酸碱，并总结出一个软硬酸碱(HSAB)规则：“软亲软，硬亲硬，软硬结合不稳定。”,各种酸碱理论均有其优缺点，应该了解各理论中酸碱的概念及其适用范围，以便用其更好地说明问题。,返回,对于M2+形成MS型难溶硫化物,开始沉淀时,沉淀完全时,c(S2-) molL-1,c(H+) molL-1,0.10 molL-1 Co2+溶液中, 通入H2S, 使其沉淀为CoS。分别求开始沉淀与完全沉淀时的c(H+) 和pH值。,例,解：,开始沉淀时,沉淀完全时,4.010-21/0.10 =4.010-20,4.010-21/10-5 =4.010-16,0.10 molL-1 Co2+溶液中, 通入H2S, 使其沉淀为CoS。分别求开始沉淀与完全沉淀时的c(H+) 和pH值。,例,开始沉淀时,沉淀完全时,=0.19 molL-1,1.410-2110-5 4.010-21,=0.0019 molL-1,pH 0.72 2.72,返回,
