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1、第四章 沉淀溶解平衡,一、难溶电解质的溶度积和溶度积规则,1 溶度积常数1) 物质的溶解度： 溶解度小于0.01(克/100克水）的物质称为难溶物质； 溶解度在0.01(克/100克水）至0.1 (克/100克水）之间的物质称为微溶物质； 溶解度较大的称为易溶物质。,KSP是温度的函数。但是通常温度对它影响不大，所以在实际工作中，当温度变化不大时，可采用常温下的数据。,3)溶度积与溶解度的相互换算,溶度积与溶解度都可表示物质的溶解能力，所以它们之间必有联系。 根据溶度积关系式，一般可以把溶解度和溶度积进行互相换算。,换算时注意的问题： 浓度的单位必须采用mol/L. 由于难溶电解质的溶解度都很
2、小，即溶液很稀，所以换算时，可以近似地认为它们饱和溶液的密度和纯水一样为1g/cm3.,例题1 已知室温下氢氧化镁的溶解度为6.53 10-3g/L。试求该温度下氢氧化镁的溶度积。例题2 已知BaSO4在室温时的溶度积为1.1 10-10,求BaSO4的溶解度。,上式为AB型（1：1）溶解度计算式，同理可导出AB2和A2B型： SAg2CrO4= = =6.5*10-5mol.l-1相同类型的电解质，可以通过溶度积数据直接比较溶解度大小，不同类型，不可直接比较。,只有在难溶电解质基本不水解、且其组分离子在水溶液中又是完全以离子的形式存在的时候，才有上面简单的数学关系。,必须指出：溶度积与溶解度
3、的换算式不适用于易水解的难溶电解质（如：ZnS、PbS） S2-+H2O HS-+OH- (不计二级水解) 结果：S2-浓度大大低于溶解度,解题的一般步骤,1） 写出化学方程式；2） 用溶解度 S 表示出平衡浓度； 3） 写出 Ksp 的表达式；4） 将已知数据代入后，求值或解方程,2、 溶度积原理 对于沉淀-溶液平衡： AmBn mAn+ + nBm- 非平衡态时：J = Cm(An+ )Cn(B m-) 平衡态时：Ksp = An+ mB m-n,J = Ksp是饱和溶液，无沉淀析出，达到动态平衡；J Ksp 是过饱和溶液，反应向生成沉淀方向（逆向）进行，直至饱和为止。以上关系称为溶度积规
4、则，J 称为离子积，利用此规则判断沉淀的生成和溶解。,二、难溶电解质沉淀的生成与溶解1、沉淀的生成沉淀生成的必要条件：根据溶度积规则，在难溶电解质溶液中是 Qi Ksp,Mn+沉淀完全时，溶液中 c(Mn+) 10-5mol.l-1， OH-最低浓度为：,2 沉淀的溶解使离子积小于溶度积，即QiKsp，有以下几种途径。 （1）转化生成弱电解质,生成弱酸：,如：CuS和FeS，前者Ksp更小，所以CuS不溶于HCl，而FeS溶于HCl。 如：溶度积很小的Fe(OH)3、Al（OH)3不溶于铵盐，但溶于酸。这是因为加酸后生成水，加NH4+后生成NH3H2O，而水是比氨水更弱的电解质。,（2）发生氧
5、化还原反应 上面提到的CuS不溶于HCl，但却溶于硝酸。3CuS + 8HNO3 =3Cu(NO3)2 + 3S +2NO + 4H2O,三、沉淀转化1、分步沉淀离子积Qi首先超过其溶度积的难溶电解质先沉淀 ，这种现象称为分步沉淀。 例：在含有0.1mol/L的Cl-和I-的溶液中，逐渐加入AgNO3可能有下列反应：,Ag+ + Cl- = AgCl Ksp (AgCl) =1.56*10-10 Ag+ + I- = AgI Ksp (AgI) = 1.5*10-16 所以Cl-开始沉淀需要Ag+为： Ag+ = 1.56*10-9mol/L I-开始沉淀需要Ag+为： Ag+ = 1.5*1
6、0-15mol/L,显然I-先开始沉淀，因它需要的Ag+浓度小，浓度积 Qi 先大于溶度积。,根据多重平衡规律：这种转化常常被人们利用，如：处理锅垢（含CaSO4），由于CaSO4难溶于酸，利用Na2CO3使之转化为CaCO3。,有关沉淀反应的计算示例例1 在25下，将固体 AgCl 放入纯水中，不断搅拌并使系统中有剩余的未溶解的 AgCl。几天后，确实达到沉淀-溶解平衡时，测定 AgCl 的溶解度为1.9210-3 gL-1。试求该温度下 AgCl 的溶度积。,解：已知Mr (AgCl) = 143.3，将AgCl 的溶解度单位换算为mol L-1，则其溶解度S 为： S( molL-1)
7、=1.92 10-3/143.3 = 1.3410-5 molL-1假设在AgCl 饱和溶液中，溶解了的AgCl 完全解离：AgCl (s) = Ag+ (aq) + Cl- (aq)平衡浓度/(molL-1) S SK sp (AgCl) = c(Ag+)c(Cl-) = S2 = 1.8010-10同样，可从溶度积计算难溶电解质的溶解度。,例2 已知25时Ag2CrO4 的溶度积为1.110-12，试求Ag2CrO4 (s)在水中的溶解度（gL-1）。,解：设Ag2CrO4(s)的溶解度为x molL- 。Ag2CrO4(s) 2Ag+（aq）+CrO42-(aq)平衡浓度/(molL-1
8、) 2x xK sp =（Ag2CrO4）= c(Ag+)2 c(CrO42-) 1.110-12 = 4x3, x = 6.510-5Mr (Ag2CrO4) = 331.7， Ag2CrO4 在水中的溶解度S 为：S = 6.510-5331.7 gL-1 = 2.210-2 gL-1,例3 计算25下CaF2 (s) (1)在水中，（2）在0.010 molL-1 Ca (NO3)2 溶液，（3）在0.010 mol L-1 NaF 溶液中的溶解度（molL-1）。比较三种情况下溶解度的相对大小。,解：（1）CaF2(s)在纯水中的溶解度为S1，设S1 = x molL-1K sp (C
9、aF2) = c (Ca 2+)c (F-)21.410-9 = x (2x)2 = 4x3 = 7.010-4S1 = c (Ca 2+) = 7.010 -4 molL-1,（2）CaF2 (s)在0.010 molL-1 Ca(NO3)2 溶液中的溶解度为S2，设S2 = y molL-1。特别注意，此时，S2c (Ca 2+)c (F-)。 CaF2(s) =Ca 2+(aq) + 2F-(aq)平衡浓度/（molL-1） 0.010+y 2y1.410-9 = (0.010+y) (2y)20.010 + y 0.010 y = 1.910-4S2 =2 c (F-) = 1.910
10、-4 molL-1,（3）CaF2 (s)在0.010 molL- NaF 溶液中的溶解度为S3，设S3 = z molL-1 。此时S3 =(Ca 2+)。 CaF2 (s) Ca 2+(aq) + 2F-(aq)平衡浓度/（molL-1） z 0.010+2z1.410-9 = z (0.010+2 z) 2 z = 1.410-5 S3 = 1.510-5 molL-1比较S1，S2 和S3 的计算结果，在纯水中CaF2 的溶解度最大。在Ca(NO3)2 与CaF2 中均含有Ca 2+；NaF 与CaF2 中都含有相同离子F-。Ca(NO3)2，NaF 强电解质。CaF2 在含有相同离子
11、（Ca 2+或F-）的强电解质溶液中溶解度均有所降低。这种难溶电解质在含有相同离子的强电解质溶液中溶解度降低的现象，称为难溶电解质的同离子效应。,本章小结1.溶度积的意义2.溶度积规则3.沉淀生成与溶解4.分步沉淀5.沉淀转化及影响因素6.有关淀溶解平衡的计算,1.在氯化铵溶液中有0.01mol/L的Fe2，要使Fe2生成Fe(OH)2沉淀，需将pH调节到多少时才开始产生沉淀？2.室温时，在100g水中能溶解0.0033g的Ag2CrO4，求其溶度积Ksp？3.某溶液含0.10mol/L的Cl和0.10mol/L的CrO42，如果向该溶液中慢慢加入Ag，哪种沉淀先产生？当第二种离子沉淀时，第一种离子的浓度是多少？,
