《《基础化学》课件：第五章难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡（黄兰）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《基础化学》课件：第五章难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡（黄兰）（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章第五章 难溶强电解质溶液的难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 5.1 溶度积原理溶度积原理 5.2 沉淀反应的利用与控制沉淀反应的利用与控制 5.3 生物矿化现象（自学）生物矿化现象（自学）1一、一、 溶解度溶解度难溶电解质难溶电解质溶解度溶解度 0.01g/100gH2O微溶电解质微溶电解质溶解度溶解度 0.01g0.1g/100gH2O易溶电解质易溶电解质溶解度溶解度 0.1g/100gH2O 一一定温度下定温度下100克水里某物质溶解克水里某物质溶解的最大克数称的最大克数称溶解度溶解度（g/100gH2O）.21.溶度积定义：溶度积定义：AgCl(s)Ag+(aq) + C
2、l-(aq) 当当v溶解溶解 = v沉淀沉淀时，达平衡。这种平衡叫时，达平衡。这种平衡叫沉沉淀溶解平衡淀溶解平衡，此时的溶液为，此时的溶液为饱和溶液饱和溶液。 （一）标准溶度积常数（一）标准溶度积常数以难溶电解质以难溶电解质AgCl为例为例 3沉淀溶解平衡的平衡常数沉淀溶解平衡的平衡常数 即即 Ag+ Cl- =K AgCl(s)由于由于AgCl(s) 是常数，可并入常数项是常数，可并入常数项 得得 Kap= Ag+ Cl- Kap叫做活度积常数叫做活度积常数(activity product constant)，简称为活度积。，简称为活度积。4 Ksp称为难溶强电解质的称为难溶强电解质的标准
3、溶度积标准溶度积（standard solubility product constant），），简称简称溶度积。溶度积。它反映了难溶电解质在水中的它反映了难溶电解质在水中的溶解能力。溶解能力。5 5.1 溶度积原理溶度积原理一、标准溶度积常数及其与沉淀溶解度的关系一、标准溶度积常数及其与沉淀溶解度的关系 1 1、标准溶度积常数、标准溶度积常数MA(s) MA(s)M+ + A-溶解溶解沉淀沉淀活度积活度积常数常数6通常通常难溶强电解质水溶液中离子浓度很低，活难溶强电解质水溶液中离子浓度很低，活度因子近似为度因子近似为1 1，Ksp Ksp，一定温度下为常，一定温度下为常数。数。溶度积溶度积常
4、数常数77在在一定温度一定温度下，难溶强电解质下，难溶强电解质饱和饱和溶液中构晶溶液中构晶离子浓度幂的乘积为一常数（不随浓度而变）。离子浓度幂的乘积为一常数（不随浓度而变）。 溶度积常数的大小，可反映难溶强电解质的溶溶度积常数的大小，可反映难溶强电解质的溶解能力。解能力。( (对于组成类型相同的微溶电解质，溶对于组成类型相同的微溶电解质，溶度积常数大，溶解度也大度积常数大，溶解度也大) )MA(s)M+ + A-MmAn mMnnAm82、难溶强电解质在纯水中的溶解度与溶难溶强电解质在纯水中的溶解度与溶度积的关系度积的关系 M+ = A- = S/c对于难溶强电解质对于难溶强电解质MA，MA(
5、s)M+ + A-设设MA的溶解度为的溶解度为S molL-1，则，则: :9mMnnAm-MmAn（s）设其溶解度为设其溶解度为SmolL-1，则：，则：Mn+=mS/c Am-=nS/c 10对于难溶强电解质对于难溶强电解质MmNn 使用使用KSP与与S之间换算公式应注意的问题之间换算公式应注意的问题: (1)仅适用于离子强度很小，浓度可以代替活仅适用于离子强度很小，浓度可以代替活度的度的难溶强电解质难溶强电解质溶液。对于溶解度较大的微溶液。对于溶解度较大的微溶电解质溶电解质(如如CaSO4、CaCrO4等等)，可能产生，可能产生较大误差较大误差 ；(2)仅适用于仅适用于已溶解部分能全部解
6、离已溶解部分能全部解离的难溶电解的难溶电解质。对于质。对于Hg2Cl2,Hg2I2等共价性较强的物质，等共价性较强的物质，会有较大误差；会有较大误差；(3)仅适用于溶解后解离出的阳、阴离子在水仅适用于溶解后解离出的阳、阴离子在水溶液中溶液中不发生副反应不发生副反应或副反应程度很小的物或副反应程度很小的物质。质。1118时，时，Mg(OH)2的的Ksp = 1.810-11，求，求它的溶解度。它的溶解度。 例例1、Ksp = Mg2+ OH-2 = x (2x)2 = 1.810-11 x = 1.6510-4 (molL-1) x 2xMg(OH)2 Mg2+ + 2OH- - 解：解： 设设
7、Mg(OH)2的的溶解度为溶解度为x molL-1 12AgCl在在298.15K时的溶解度为时的溶解度为1.9110-3gL-1,求其溶度积。求其溶度积。所以：所以： Ag+=Cl-=S=1.3310-5(molL-1) AgCl（s）Ag(aq) + Cl-(aq) Ksp(AgCl)=Ag+Cl-=S2 =(1.3310-5)2 =1.7710-10解解：已已知知AgCl的的摩摩尔尔质质量量M(AgCl)为为143.4gmol-1，以以molL-1表示的表示的AgCl的溶解度的溶解度S为为: 例例213Ag2CrO4在在298.15K时溶解度为时溶解度为6.5410-5molL-1，计算
8、其溶度积。计算其溶度积。 Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) 2S S 代入溶度积表达式得：代入溶度积表达式得： 解解：Ag2CrO4的的溶溶解解度度S6.5410-5molL-1，根根据其沉淀溶解平衡得：据其沉淀溶解平衡得：Ksp(Ag2CrO4) = Ag+2 CrO42-(2S)2(S)4S3 = 4(6.5410-5)3 = 1.1210-12 例例314上述三道例题计算结果比较如下上述三道例题计算结果比较如下 对于同类型的难溶电解质对于同类型的难溶电解质（即解离后生成（即解离后生成相同数目的离子），相同数目的离子），溶解度愈大，溶度积也愈溶解度愈大，溶度
9、积也愈大大，例如，例如A2B型或型或AB2型的难溶电解质的溶解度型的难溶电解质的溶解度溶度积的关系式相同。溶度积的关系式相同。电解质类型 难溶电解质 溶解度/(molL-1 ) 溶度积ABA2BAB2AgClAg2CrO4Mg(OH)21.3310-56.5410-51.1210-41.7710-101.1210-125.6110-12 对于不同类型的难溶电解质对于不同类型的难溶电解质，不能直接根不能直接根据溶度积来比较溶解度的大小据溶度积来比较溶解度的大小。 153、影响难溶强电解质溶解度的因素、影响难溶强电解质溶解度的因素同离子效应、盐效应、酸碱效应、配位效应等同离子效应、盐效应、酸碱效应
10、、配位效应等NaCl = Na+ Cl-AgCl(s) Ag+ Cl-在难溶强电解质平衡体系中（即饱和溶液中），在难溶强电解质平衡体系中（即饱和溶液中），加入与该电解质含有相同离子的易溶强电解质时，加入与该电解质含有相同离子的易溶强电解质时，难溶强电解质的溶解度减小的现象。难溶强电解质的溶解度减小的现象。 (1)同离子效应同离子效应重量分析中，沉淀剂通常过量重量分析中，沉淀剂通常过量50%100%。16例、例、 已知已知Ksp(BaSO4)=8.71011，试计算，试计算BaSO4在纯水以及在在纯水以及在0.010molL1Na2SO4溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 解：解：在纯水中在纯水中
11、设在设在Na2SO4溶液中的溶解度为溶液中的溶解度为xmolL-1： BaSO4Ba2+ + SO42-x0.010 + xx=8.7 10-9molL-117在微溶电解质的饱和溶液中，加入不含有相在微溶电解质的饱和溶液中，加入不含有相同离子的易溶电解质时，微溶电解质的溶解同离子的易溶电解质时，微溶电解质的溶解度将增大。这种作用称为度将增大。这种作用称为盐效应盐效应。(2)盐效应盐效应AgCl(s) Ag+ Cl-发生同离子效应的同时，也会发生盐效应，发生同离子效应的同时，也会发生盐效应，同离子效应影响大。同离子效应影响大。18(3) 酸碱效应酸碱效应溶液的酸度对沉淀溶解度的影响，称为酸溶液的
12、酸度对沉淀溶解度的影响，称为酸碱效应。碱效应。 MmAn(s) mMn + nAmH+平衡移动方向平衡移动方向OH-M(OH)、M(OH)2HA，H2A19(4) 配位效应配位效应由于沉淀解离出来的构晶离子参与了配位反由于沉淀解离出来的构晶离子参与了配位反应而使沉淀的应而使沉淀的溶解度增大溶解度增大的现象，称为配位的现象，称为配位效应效应 平衡移动方向平衡移动方向LML、ML2MmAn(s) mMn + nAm20二、二、 溶度积规则溶度积规则 在某微溶电解质溶液中，其在某微溶电解质溶液中，其离子浓度幂离子浓度幂的乘积称为离积子，用的乘积称为离积子，用Qi表示。如表示。如Mg(OH)2溶液中的
13、离子积溶液中的离子积 Qi = c(Mg2+) c2(OH-)21二、溶度积规则二、溶度积规则 MmAn mMnnAm离子积离子积对于对于MmAn难溶强电解质的沉淀溶解过程难溶强电解质的沉淀溶解过程，式中，式中，式中，式中， cr（Mn+）、）、cr（Am-）分别表示分别表示分别表示分别表示溶液中实际构晶离子的相对浓度。溶液中实际构晶离子的相对浓度。溶液中实际构晶离子的相对浓度。溶液中实际构晶离子的相对浓度。22 二、二、溶度积规则溶度积规则离子积离子积 (1) Qi Ksp 过饱和溶液，沉淀析出过饱和溶液，沉淀析出溶溶度度积积原原理理23 在在0.10molL-1Mg2+溶液加入等体积溶液加
14、入等体积0.10molL-1HF溶液，有无溶液，有无MgF2沉淀生成？不要生沉淀生成？不要生成成MgF2沉淀，需将溶液沉淀，需将溶液H+增大至多少以上？增大至多少以上？( )不要不要MgF2沉淀生成：沉淀生成：解：解：有有MgF2沉淀生成。沉淀生成。例、例、24 5.2 沉淀反应的利用与控制沉淀反应的利用与控制一、沉淀的生成一、沉淀的生成沉淀的生成、沉淀的溶解、沉淀的转化、分步沉淀沉淀的生成、沉淀的溶解、沉淀的转化、分步沉淀原理：增大构晶离子浓度，使原理：增大构晶离子浓度，使QcKsp措施：加入过量沉淀剂；措施：加入过量沉淀剂； 调节溶液的调节溶液的pH。25 5.2 沉淀反应的利用与控制沉淀
15、反应的利用与控制l加入沉淀剂加入沉淀剂例例 将将等等体体积积的的2.010-3molL1 AgNO3溶溶液液和和2.0104 molL1NaCl溶液混合，能否析出溶液混合，能否析出AgCl沉淀？沉淀？解：解： 混合后，溶液中混合后，溶液中 c（Ag+）2.0103/21.0103 c（Cl）2.0104/21.0104Qi c（Ag+）c（Cl）1.0103 1.01041.0107已知已知Ksp（AgCl）1.810-10因因QiKsp ，故有，故有AgCl沉淀析出。沉淀析出。26例例 在含有在含有0.010 molL1I和和0.010 molL1 Cl的的溶液中，逐滴加入溶液中，逐滴加入A
16、gNO3溶液，溶液，AgI和和AgCl何者何者先沉淀？先沉淀？AgCl开始沉淀析出时，溶液中的开始沉淀析出时，溶液中的I浓度浓度为多少？（已知为多少？（已知AgI的的Ksp8.310-17）解：生成解：生成AgI沉淀所需沉淀所需Ag+的最低浓度为：的最低浓度为：27生成生成AgCl沉淀所需沉淀所需Ag+的最低浓度为的最低浓度为:沉淀沉淀I所需的所需的Ag+要比沉淀要比沉淀Cl所需的所需的Ag+低低得多，所以得多，所以AgI沉淀首先析出。沉淀首先析出。28 AgCl沉淀开始析出时，溶液中剩余的沉淀开始析出时，溶液中剩余的I-浓度为：浓度为：29例、例、 已知已知Fe(OH)3的标准溶度积常数为的
17、标准溶度积常数为2.7910-39。计算计算0.0lmolL1Fe3+溶液开始生成溶液开始生成Fe(OH)3沉沉淀及沉淀完全（通常指淀及沉淀完全（通常指c(Fe3+)105molL1）时的时的pH。 pOHlg6.53101312.19Fe(OH)3开始沉淀所需开始沉淀所需OH-的最低相对浓度：的最低相对浓度：解：解：pH14.00pOH14.0012.191.812控制溶液的控制溶液的pH值值30pOH=lg6.53101211.19要使溶液中的要使溶液中的Fe3+沉淀完全，则溶液中沉淀完全，则溶液中OH-最最小相对浓度为：小相对浓度为：通过调节溶液的通过调节溶液的pH，可达到控制沉淀的生，
18、可达到控制沉淀的生成的目的。成的目的。pH=14.00pOH14.0011.192.8131二、二、 沉淀的溶解沉淀的溶解（降低离子浓度，使降低离子浓度，使QCKSP)生成弱电解质使沉淀溶解生成弱电解质使沉淀溶解Mg(OH)2(s) Mg2+ 2OH-2NH4Cl = Cl- 2NH4+2NH3H2O32形成配合物使沉淀溶解形成配合物使沉淀溶解33发生氧化还原反应使沉淀溶解发生氧化还原反应使沉淀溶解 CuS(s) Cu2+ S2-HNO3S+NO34三、沉淀的转化三、沉淀的转化 利用某种试剂，将一种难溶强电解质转化为利用某种试剂，将一种难溶强电解质转化为另一种难溶强电解质的过程，称为另一种难溶
19、强电解质的过程，称为沉淀的转沉淀的转化化（transformation of precipitation）。）。 35三、沉淀的转化三、沉淀的转化 K越大，转化越容易、越彻底。越大，转化越容易、越彻底。36四、分步沉淀四、分步沉淀当溶液中有两种或两种以上离子可与同一当溶液中有两种或两种以上离子可与同一沉淀剂生成沉淀时，只要缓慢加入沉淀剂，沉淀剂生成沉淀时，只要缓慢加入沉淀剂，沉淀就会沉淀就会按先后顺序按先后顺序从溶液中析出。这种从溶液中析出。这种按先后顺序沉淀的现象，称为按先后顺序沉淀的现象，称为分步沉淀。分步沉淀。 37 往含有往含有0.10molL-1Cl-和和0.10molL-1I-的溶
20、的溶液中，逐滴加入液中，逐滴加入AgNO3溶液。（溶液。（1）哪种离子）哪种离子先沉淀？（先沉淀？（2）能否用逐滴加入）能否用逐滴加入AgNO3溶液的溶液的方法将方法将Cl-和和I-分离？分离？例、例、解解: 设开始生成设开始生成AgCl沉淀所需沉淀所需Ag+浓度为浓度为cr,1(Ag+)，开始生成开始生成AgI沉淀所需沉淀所需Ag+浓度为浓度为cr,2(Ag+) 。根据溶。根据溶度积规则，要生成沉淀，必须度积规则，要生成沉淀，必须Qc Ksp ，则：，则：38AgI先沉淀。先沉淀。cr,2(Ag+) cr,1(Ag+)39即即I-沉淀完全时，沉淀完全时，Cl-还没开始沉淀，可以用还没开始沉淀
21、，可以用逐滴加入逐滴加入AgNO3溶液的方法将溶液的方法将Cl-和和I-分离。分离。cr,3(Ag+) cr,1(Ag+)设设I-离子沉淀完全时所需离子沉淀完全时所需Ag+浓度为浓度为cr,3(Ag+)40分步沉淀的次序分步沉淀的次序 与与 Ksp , 沉淀类型有关沉淀类型有关沉淀类型相同沉淀类型相同, 被沉淀离子浓度相同被沉淀离子浓度相同, Ksp小者先沉淀小者先沉淀, Ksp大者后沉淀大者后沉淀 ; 沉淀类型不同沉淀类型不同, 要通过计算确定要通过计算确定. 与被沉淀离子浓度有关与被沉淀离子浓度有关哪一种离子积先达到溶度积，哪一种就先沉淀哪一种离子积先达到溶度积，哪一种就先沉淀.4142Thank you!
