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1、- 13 -第七章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定课时目标【知识教学目标】1掌握溶度积的概念及溶度积规则，沉淀滴定法的原理、主要应用条件及计算 2熟悉Ksp与溶解度之间的换算；影响难溶电解质的沉淀溶解平衡的因素；利用溶度积规则判断沉淀的生成及溶解3了解沉淀转化与分布沉淀【能力培养目标】熟练掌握沉淀滴定法的操作和计算，熟练应用溶度积的基本知识，学会溶度积和溶解度之间的换算。重点溶度积规则及沉淀和转化的判断难点沉淀生成、溶解、转化的计算教学方法讲授法、讨论法、任务驱动法、案例解析法课时数5使用教具多媒体课件及实验演示参考资料1无机化学北京师范、华中师范、南京师范等校合编，高等教育出版社。面向21世纪课程教
2、材。2无机化学黄南珍主编，人民卫生出版社。全国高等职业技术教育卫生部规划教材。3大学基础化学北京大学大学基础化学编写组，高等教育出版社。普通高等教育“九五”国家教委重点教材。4无机化学侯新初主编，中国医药科技出版社。普通高等专科教育药学类规划教材。5无机化学巫碧辉主编，上海科学技术出版社，高等医药院校教材。1谢庆娟主编.分析化学.北京：人民卫生出版社.20032. 李发美主编.分析化学.第5版.北京：人民卫生出版社.20033. 中国药典2005版本章学习体会本章以基本概念和计算为主。要抓住平衡移动这个主线，通过Q与Ksp之间的关系，去理解沉淀的生成、溶解、转化、次序几点知识，理解沉淀滴定的设
3、计原理。作为医药学专业的学生，尤其要理解溶度积的概念及其应用，从而初步掌握应用溶度积原理选择分离物质的方法和药物的分析方法。通过Ksp会求溶解度，沉淀生成和转化的判断，进行沉淀滴定操作。第七章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定第一节 溶度积一、溶度积导入：问：大家知道菠菜与什么食物不能混合吃吗？答：豆腐。 其原因是菠菜中含较高的草酸，豆腐中含较高的钙离子，钙离子与草酸结合能生成难溶解的物质草酸钙。 问：人体内有一定量的CO32-，为什么豆腐吃了不会产生CaCO3沉淀？ 答：因为豆腐中的钙离子与体内的CO32-没有达到生产沉淀的浓度。 所以，物质沉淀是要达到一定浓度才能形成，第六章就是主要讲述在水溶液中，
4、离子达到什么浓度时候能形成沉淀，它与什么值有关。我们在生产中如何判断一个体系沉淀的生成和溶解及转化等知识。首先我们来分析溶液体系沉淀是怎样生成的。（引入沉淀溶解平衡内容）我们都知道物质在水中的溶解可分为易溶、可溶、微溶(0.10.01/100gH2O)、难溶(V沉淀 主要是溶解过程，溶液未饱和V溶解V沉淀 主要是沉淀过程，溶液过饱和V溶解=V沉淀 两个相反的过程达到平衡，溶液饱和(异相平衡)2沉淀溶解平衡在饱和溶液中各离子的浓度不再改变，但沉淀和溶解这两个相反过程并没有停止，此时，固体和溶液中离子之间处于一种动态的平衡状态。这种难溶强电解质在饱和溶液中溶解与沉淀的平衡，称为沉淀溶解平衡。如Ag
5、Cl的沉淀溶解平衡表示为： AgCl(s) Ag+ Cl-(二)溶度积常数1什么是溶度积常数难溶物质 0.01g/100g水AgCl(s) Ag+ Cl-平衡建立后，两个相反的过程还在不断的进行着，但离子的浓度不再改变，必须服从平衡定律。 Ag2CrO4 2Ag CrO42 Ksp = Ag+2CrO42Fe(OH)3 Fe3 3OH Ksp = Fe3OH-3AmBn mAn+nBm- Ksp = An+mBm-nKSP表示难溶强电解质的饱和溶液中，在一定温度时，各离子以其系数为幂次的乘积是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积。2溶度积的意义(1).溶度积常数是难溶强电解质在溶液中的溶解程度
6、的定量尺度。Ksp与温度有关 0 10 25 50 100BaSO4(mg/l) 1.9 2.2 2.5 3.4 3.9BaSO4(Ksp) 6.710-11 8.910-11 1.110-10 2.110-10 2.810-10但在室温下，仍可以认为Ksp为常数(2)Ksp反映了难溶强电解质饱和溶液中阴阳离子浓度之间的比例关系Mg2+OH-2=Ksp Mg2+增加时，OH-减少练习题：请写出BaCrO4 、Ag2S 、Al(OH)3 的溶度积表达式。二、溶度积与溶解度(一)溶度积与溶解度的关系1溶解度是指在一定温度下，一定量的饱和溶液中溶质的含量，一般常用摩尔溶解度s表示(1升饱和溶液中所含
7、溶质的物质的量，单位是mol/L)。溶解度大，溶液中离子浓度大；溶解度小，溶液中离子浓度小。2溶度积与溶解度的关系KSP的大小与离子浓度的大小有关，但并非溶解度大，其KSP大；溶解度小，其KSP就小。这与电解质的类型有关。(1)相同类型的难溶电解质，同温下，KSP大，溶解度大；KSP小，溶解度小。(2)不同类型的难溶电解质，同温下，必须通过KSP计算出溶解度来进行比较。(二)溶度积和溶解度的换算1换算条件(1)仅适用于离子强度较小，浓度可代替活度的难溶电解质的饱和溶液。(2)难溶电解质溶于水部分完全电离。(3)难溶电解质溶于水后不发生副反应。(4)离子浓度单位是mol/L。2换算公式AB型 A
8、BA+B- 平衡A+=B-=s Ksp=s2 s=AB2型 A2BA2+2B- Ksp=A2+B-2=s(2s)2=4s3 s=A2B型 Ksp= 4s3 s=AB3型 Ksp=s (3s)3=27s4 s=例1 AgCl在25时的溶解度为1.3310-5mol/L，计算AgCl的溶度积。解：已知AgCl的溶解度s1.3310-5mol/L，根据 AgCl(s) Ag+ Cl- 平衡时 Ag+=Cl-s，Ksp(AgCl)= Ag+Cl-s2(1.3310-5)2 1.7710-10故AgCl的溶度积为1.7710-10例2 Ag2CrO4在25时的溶度积为1.1210-12，计算Ag2CrO
9、4的溶解度是多少？(mol/L)解：已知Ksp(Ag2CrO4)1.1210-12，根据 Ag2CrO4 2Ag CrO42 平衡时 Ksp(Ag2CrO4)= Ag+2CrO42(2s)2 (s)4(s)3 s=6.5410-5故Ag2CrO4的溶解度是6.5410-5 mol/L例3 已知25时Ksp(Ag2CrO4)1.1210-12，Ksp(AgCl)= 1.7710-10 。试比较两物质溶解度的大小。解：s(Ag2CrO4)=6.5410-5 mol/L s(AgCl)= 1.3310-5mol/LAg2CrO4的溶度积比AgCl小，但Ag2CrO4的溶解度比AgCl大，原因是Ag2
10、CrO4属A2B型，AgCl属AB型。因此，对不同类型的难溶电解质，不能由Ksp的大小直接比较溶解能力的大小，必须计算出溶解度后进行比较。对相同类型的难溶化合物，同温下可由Ksp的大小直接比较溶解能力的大小。三、溶度积规则1离子积任意条件下，难溶电解质溶液中离子浓度幂的乘积称为离子积，用符号QC表示。例：在Ag2CrO4溶液中Ag2CrO4 2Ag CrO42 QCc(Ag)2c(CrO42)在AgCl溶液中 AgCl(s) Ag+ Cl- QCc(Ag)c(Cl)2溶度积原理在任意条件下，QC与KSP之间的关系如下：(1) QC=KSP ，是饱和溶液，达到平衡(2) QCKsp，是过饱和溶液
11、，有沉淀析出直至饱和上述QC与KSP的关系及用来判断沉淀的生成或溶解的规则称为溶度积规则，也叫溶度积原理。可以看出，沉淀的生成或溶解可以相互转化，其条件就是离子浓度。练习题：溶液中c(Ag)0.01 mol/L 、c(Cl)0.001 mol/L ,问有无AgCl沉淀析出？第二节 沉淀和溶解平衡一、沉淀的生成与沉淀的条件1沉淀生成的条件根据溶度积原理，QCKSP,有沉淀生成。故增加离子浓度，可使反应向生成沉淀的方向转化。2计算例1 将等体积的浓度为210-4 mol/L的AgNO3溶液和浓度为210-4 mol/L的NaCl溶液混合，是否有AgCl沉淀析出？解：两溶液混合后体积增大一倍，两物质
12、浓度各减少一半，则：c(Ag)110-4 mol/L c(Cl)110-4 mol/LQC= c(Ag)c(Cl)=(110-4)2110-8 Ksp(AgCl)= 1.7710-10因为QCKSP ，所以有AgCl沉淀析出。例2 将上例中AgNO3和NaCl溶液各稀释100倍后再混合，问有没有AgCl沉淀生成？解：稀释100倍后各物质的浓度为：c(AgNO3)210-6 mol/L C(NaCl)210-6 mol/L混合后： c(Ag)110-6 mol/L c(Cl)110-6 mol/L则：QC= c(Ag)c(Cl)=(110-6)2110-12 Ksp(AgCl)= 1.7710-
13、10因为QCKSP ，所以没有AgCl沉淀析出。例3 若向例2中的混合溶液加入AgNO3，当Ag浓度超过什么数值时会有AgCl沉淀析出？解：根据 AgCl(s) Ag+ Cl-平衡时 Ksp(AgCl)= Ag+Cl-1.7710-10上例中 Cl-110-6 mol/L代入表达式 Ag+ Ksp(AgCl)Cl-1.7710-10110-61.7710-4 mol/L，所以当Ag+超过1.7710-4 mol/L时，就有AgCl沉淀析出。二、沉淀平衡中的同离子效应和盐效应影响难溶电解质溶解度的因素有Ksp、温度，还与浓度有关，而涉及到浓度的同离子效应和盐效应。同离子效应可可降低难溶电解质的溶解度；盐效应能增加难溶电解质的溶解度。
