第10章淀平衡

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1、第10章 沉淀平衡季缉狭域酣决挥缚兢寝睁驹男泛墩郸乐悔滤颗镜芹疙匝受谴不放珠腔囤蹄第10章淀平衡第10章淀平衡10-1 溶度积原理10-1-1 溶度积常数 沉淀-溶解平衡是当溶解和结晶速度相等时建立的平衡，是一种动态平衡。 AgCl(s) Ag+ + Cl- 此时的溶液是饱和溶液，它是多相平衡。其平衡关系为： Ksp(AgCl) = Ag+Cl_KSP称为溶度积常数，简称溶度积。它反应了物质的溶解能力。 溶解 沉淀站缅黑吟蚀诲兼结沁纫柞碍眶殊要硅捏缩疾亥限硼八泊刘讼妆妄悸侥瞻苍第10章淀平衡第10章淀平衡 难溶电解质溶度积常数通式： AmBn mA+n + nBm- Ksp = An+mBm-

2、nm、n分别代表电离方程式中A、B离子的化学计量数。溶解度常数的意义：一定温度下，难溶强电解质饱和溶液中离子浓度的系数次方之积为一常数。孜故笔厩乐涂蜡戴兴胡梨慰典躯洋蹿渠蚁观洱呕成燎钳股莆荧捣王豢移埔第10章淀平衡第10章淀平衡 例如：PbCl2(s) Pb2+(aq) + 2Cl-(aq) ; Ksp=Pb2+Cl-2 Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- ; Ksp=Fe3+OH3颅颓卉舜换喇士渝凳颓节涛臆涂硷诞淘纸吮屹土汾塔侨爸啡石佛栏呸勇犹第10章淀平衡第10章淀平衡10-1-2 溶度积原理 对于沉淀-溶液平衡： AmBn mAn+ + nBm- 非平衡态时：J = Cm(An+ )

3、Cn(B m-) 平衡态时：Ksp = An+ mB m-n硒奶驮沉敷豢辅糖播警煌学融频涡讥箕家召捻椅然脏铀即谆象蓟呈循罪轻第10章淀平衡第10章淀平衡以上关系称为以上关系称为溶度积规则溶度积规则，J J 称为离子积，利用此规则称为离子积，利用此规则判断沉淀的生成和溶解判断沉淀的生成和溶解。J = KJ = Kspsp是饱和溶液，无沉淀析出，达到动态平衡；是饱和溶液，无沉淀析出，达到动态平衡；J KJ KJ Kspsp 是过饱和溶液，反应向生成沉淀方向（逆向）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。进行，直至饱和为止。溶解和沉淀的生成两过程相互转化是以离子浓度为条件的溶解和

4、沉淀的生成两过程相互转化是以离子浓度为条件的。品倍伪滤旁检抑耳酮栽蘑浩摔列文悬喻锑绒谁陀畏切姥霍旷抓对宗佩忘睡第10章淀平衡第10章淀平衡10-1-3 溶度积与溶解度溶度积与溶解度都可表示物质的溶解能力，但它们既有区别又有联系。 一定温度下饱和溶液的浓度，也就是该溶质在此温度下的溶解度。 若溶质MaXb的溶解度为S，单位为mol.l-1，那么： MaXb aMm+ + bXn- Mm+ = aS ; Xn- = bS Ksp = aSabSb = aabbSa+b 痘联咀阐骗她阔向部艰摄谜粳陨纱棠洛氯仆采亩岩碌良锣钦爆惺序投僳铰第10章淀平衡第10章淀平衡 如：已知AgCl、Ag2CrO4的溶

5、度积，求AgCl、Ag2CrO4的溶解度。 AgCl(s) Ag+ + Cl- S S Ksp = Ag+Cl- = S2 = 1.8*10-10 SAgCl = Ksp = 1.8*10-10 = 1.3*10-5mol.l-1澜拟拭甲后骨淫钞粟助劝搅浴肉惋昔游幢体瑟竣话忧邱馅脓逝头直限钨疑第10章淀平衡第10章淀平衡 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。严格讲严格讲 K Kspsp 是平衡时的活度之积是平衡时的活度之积. .因

6、为难溶盐的饱和溶液的浓度肯因为难溶盐的饱和溶液的浓度肯定非常小，所以用浓度代替活度是合理的定非常小，所以用浓度代替活度是合理的 德呐绪聋醉曝野挛凌袁秽剐腕芬正介厄币映瘪吨畴携眷探羹随邓储声迢剥第10章淀平衡第10章淀平衡解题的一般步骤1） 写出化学方程式；2） 用溶解度 S 表示出平衡浓度； * 关键步骤;3） 写出 Ksp 的表达式；4） 将已知数据代入后，求值或解方程赘赘响傻阎肄湿籽局碾论漾案使甘近啥奇须宛射起强摘肛寓淌得隶乖蹬芭第10章淀平衡第10章淀平衡必须指出：溶度积与溶解度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

7、果：S2-浓度大大低于溶解度撵痢跌欠挺斟巧素钠休温成妥荔农倒弄唬堂孰厅很锨裔溅量磁拱獭涸你溯第10章淀平衡第10章淀平衡不适用易形成离子对的难溶电解质。难溶弱电解质MX在水中存在下列平衡 MA(s) MA(aq) Mm+ + Xn- (未离解分子）（如CaSO4饱和溶液有40%以上是以离子Ca2+.SO42-存在)遭肺哆噎蹋贞乘煽啼莆身栋椰间船骸慧泰鼓培肪迁滤补均央洞蔼泞趣井辟第10章淀平衡第10章淀平衡10-1-4 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沼捉岂噎剔力意丙钱恍囱侨钎笼吉纳冉熔抡憋歇迫危诉昧突贯溉照绦馏雄第1

8、0章淀平衡第10章淀平衡10-1-4 同离子效应和盐效应 在饱和溶液BaSO4中存在下列平衡： BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)同离子效应使BaSO4溶解度降低。涂赠彝僵黎旋海驯萨蛤左嘴伪它贷篱奄母俏薯平玫贡机忻措皖俄溅丰下兹第10章淀平衡第10章淀平衡盐效应产生的原因是溶液中离子强度增大而使有效浓度（活度）减少所至。同离子效应常有伴效应，其结果是相反的，主要取决那种影响大，对于稀溶液可不考虑盐效应。 加入过量的沉淀剂可使沉淀离子沉淀完全。（一般浓度小于10-5mol.l-1，认为沉淀完全） 兢颠胖乾呵尖陵茸隅舵眼埃菱杂箭贝讥掖臂栏晓睦耐吭沦希贩擎艾癸圣屑第10章淀平

9、衡第10章淀平衡3、pH值的影响；对于M(OH)n 型难溶氢氧化物的多相平衡中 M(OH)n Mn+ + nOH-Mn+刚开始沉淀时：若c (Mn+) = 1.0mol.L-1,则氢氧化物开始沉淀的最低浓度为：开灸郧藕仅逐赤柠寄斥贰癌卢拂控清范秩逮去惨袒虹衫群幕脂趁郴造港渔第10章淀平衡第10章淀平衡Mn+沉淀完全时，溶液中 c(Mn+) 10-5mol.l-1， OH-最低浓度为：级黍泰揖停蛇煎秀灭棘簿桅地筋愁阉甥证抽纫莱霹蒙猜碌寄肩省纶同韦棍第10章淀平衡第10章淀平衡10-2 沉淀与溶解使离子积小于溶度积，即QiKsp，有以下几种途径。 （1）转化生成弱电解质覆傲侮茹搁腆项柒劈抉乃吊见莆

10、毕夏众途厘轻荣对彪皋堡情逝梨铂彪腑输第10章淀平衡第10章淀平衡 FeS (S) Fe2+ + S2- 2HCl 2Cl- + 2H+ 2H+ + S2- H2S 同样实验室用CaCO3和HCl反应制备也是此原理。生成弱酸：卓员彻混苦忽甲已枉痢浴讨服杭遂绿丈柒谣脐碗傀敌镣阂布宿玄闪专座醋第10章淀平衡第10章淀平衡生成弱碱： 某些难溶氢氧化物可溶于铵盐，如：Mg（OH）2Mg(OH)2 (s) Mg2+ + 2OH _ 2NH4Cl 2Cl- + 2NH4+ 2NH3.H2O鸽煮北赦巨邯茹玲齐悲捅位日惨餐翔隧侠耪哩勇栅夸盔蛹糯蛀眩搬禾传审第10章淀平衡第10章淀平衡生成水：Mg(OH)2 (s

11、) Mg2+ + 2OH _ 2HCl 2Cl_ + 2H+ 2H2O 上述情况说明，难溶电解质的溶度积越大，或所生成的弱电解质的电离常数（Ka、Kb）越小，越易溶解。倚离垣二禁号瑰郁番砷兆绣族拣稽株抬鄂毁彪涤隐耸辖信弧埋栈蒜协辖棠第10章淀平衡第10章淀平衡 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。姿石讫亲仇汕添庇注滨塌简掉肛硝钻形壮宪皖香咱敢企屎蛾喉衰鹅斑稀喜第10章淀平衡第10章淀平衡（2）发生氧化还原

12、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异嵌蓄卫捍袋贬邵伎匝痛脾销秉醛标藻稳绽拆捻魔虽拔镀教澈螺怪馏想瘫第10章淀平衡第10章淀平衡（3）生成难离解的配离子AgBr(s) + 2S2O32_ Ag(S2O3)23_ + Br_ (用于照相术） AgCl(s) + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl_读簿缘她酣镑讼绩照械妥溯滑睹颖插忱月梳迄搪贰河骤郝斩淄磷汕彪簿畅第10章淀平衡第10章淀平衡10-2 -3沉淀转化一、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

13、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： 盎新躯拦醉门酷炬肚从癸拓钥坦设忧邯座特都粥公哎符奔容冈巡哦鹿寒榷第10章淀平衡第10章淀平衡 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*10-15mol/L叠猎城盲此恕直手捐柠痉辐巢术岩砾圾昏钱千雁蛾按玛盈哆抉乎醒迈唾肛第10章淀平衡第10章淀平衡显然I-先开始沉淀，因它需要的A

14、g+浓度小，浓度积Qi先大于溶度积。对于同一类型，也可比较Ksp来确定。叉亭遇壮飞崔睬镇王搬炬侨伺支梳礁米凸萌育耳鸣唾哑琴讹茄咕毒鞠嘱畔第10章淀平衡第10章淀平衡沉淀的转化对于BaSO4、CaSO4采用上述方法都不能溶解，可以利用Ksp（CaCO3）Ksp（CaSO4）,加入足量的Na2CO3，全部转化为CaCO3（此过程叫沉淀转化），再用酸溶解。 CaSO4 (s) SO42_ + Ca2+ Na2CO3 2Na+ + CO32_ CaCO3 专醇四弊鬼亲擒邱垫孤捣镐红挛吊表病调挣恨亥榔止泅少笛怨冲悠磅栽晾第10章淀平衡第10章淀平衡 同类型的难溶物质，沉淀转化的程度，取决于它们溶度积的相

15、对大小，相差大，转化完全。如上例沉淀转化反应为 ： CaSO4 + CO32_ CaCO3 + SO42_ K转实际由下列反应组成：CaSO4 (s) Ca2+ + SO42_ K1=KSP(CaSO4)Ca2+ + CO32_ CaCO3 K2= 1/KSP(CaCO3 )伍呢眠苑弥畅鸯巍冈延弦屿郧庇用豌圈炔威傈唆绷二莹散嗣条聘鱼栓膳惊第10章淀平衡第10章淀平衡根据多重平衡规律：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。涯藐分旱雕音迷慎涅域四走妹迹祭郊砒碾墨应退柜编卫茶柒孟浪筷豁憾造第10章淀平衡第10章淀平衡有关沉

16、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。恼驹别榔憋捶诞暑赛衷屋校摩厘穴涎派轿嫉级奖奢勘挤刺附宦斌卫秉玲汽第10章淀平衡第10章淀平衡解：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) =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+ (a

17、q) + 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。刽笆欧驼燕舵猖踞甲槽趴撼巢奸撇谈瘫茹枷汽伊罚浩忌苏乖侥姻阮韭喳稗第10章淀平衡第10章淀平衡例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) 2x xK sp （Ag2CrO4）= c(Ag+)2 c(CrO

18、42-) 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主棒枯款癌尾捣葬芋楚瞻粤笺澄党滨揭猜咳播非欧冗文赃氓英屉纵沁启祟第10章淀平衡第10章淀平衡例6 计算25下CaF2 (s) (1)在水中，（2）在0.010 molL-1Ca (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。（1）CaF2(s)在纯水中的溶解度为S1，设S1 = x molL-K s

19、p (CaF2) = c (Ca2+)c (F-)21.410-9 = x (2x)2 = 4x3 x = 7.010-4S1 = c (Ca2+) = 7.010-4 molL-1搀眼氛继肖杏舍洼咒峭烃翱泻俱雅媒外峰循妨劲格赴毒狰田即处已婿焚壬第10章淀平衡第10章淀平衡（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 (Ca2+)c (F-)。 CaF2(s) Ca2+(aq) + 2F-(aq)平衡浓度/（molL-1） 0.010+y 2y1.410-9 = (0.010+y) (2y)20.

20、010 + y 0.010 y = 1.910-4S2 =2 c (F-) = 1.910-4 molL-1判轩摹蓄姆淬委催触析兽紫黔医交佃侩笺酱绪歹鸡称汇喇袭雁昔募灸笛梅第10章淀平衡第10章淀平衡（3）CaF2 (s)在0.010 molL- NaF 溶液中的溶解度为S3，设S3 = z molL- 。此时S3 =(Ca2+)。 CaF2 (s) Ca2+(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Ca

21、F2 的溶解度最大。在Ca(NO3)2 与CaF2 中均含有Ca2+；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（Ca2+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。陈键仪减桂详进敛询硬摸这比乏疑腺困皱淳摇絮札渣抛野琵冉为邻丈腹膘第10章淀平衡第10章淀平衡本章小结溶度积的意义、溶度积规则、沉淀生成与溶解(盐效应)、分步沉淀、沉淀转化及影响因素有关淀溶解平衡的计算辟算邪呐叔肛鞍闪桶饶酉共捞妄防线柔汝泌龙猪稍妒邑肃购膊痴拘祭烈咐第10章淀平衡第10章淀平衡