大學(xué)無機(jī)化學(xué)第九章沉淀溶解平衡概要課件

1、第九章 沉淀溶解平衡9-1 溶度積常數(shù)9-2 沉淀的生成條件9-3 分步沉淀9-4 影響沉淀溶解平衡的因素9-5 沉淀的溶解與轉(zhuǎn)化第九章 沉淀溶解平衡9-1 溶度積常數(shù)9-1 溶度積常數(shù)AgCl一、 難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的建立 V溶解 V沉淀，固相和液相平衡，飽和溶液中有關(guān)離子的濃度不再隨時(shí)間的變化而發(fā)生變化。H：+O：BaSO49-1 溶度積常數(shù)AgCl一、 難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的二、 溶度積常數(shù) (activity product)溶解沉淀Ksp：溶度積常數(shù)，難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡常數(shù)一般 Ksp定溫有定值，反映了物質(zhì)的溶解能力，與離子的濃度和沉淀的量無關(guān)。Note：二、 溶度積常數(shù)

2、 (activity product)溶解沉Ksp與溶解度S設(shè)難溶電解質(zhì)AnBm的溶解度為S molL1nSmS平衡濃度Ksp與溶解度S設(shè)難溶電解質(zhì)AnBm的溶解度為S molL例 ：25oC，AgCl的溶解度為1.9210-3 gL-1，求Ksp(AgCl)3.143Mr(AgCl) =解：已知1513Lmol1034.1Lmol3.1431092.1 -=S)aq(Cl(aq)Ag AgCl(s) -+例 ：25oC，AgCl的溶解度為1.9210-3 g42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg 331.7105.6-=S5312105.6 ,4101.1-=ss例：2

3、5oC，已知Ksp(Ag2CrO4)=1.110-12，求S(Ag2CrO4) gL-1)aq(CrO(aq)2Ag (s)CrOAg4422-+解： 2s s平衡濃度42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg溶度積和溶解度大小有無一致性？ 類型不同，不能直接用Ksp比較其溶解度的相對大小如 ： 分子式溶度積溶解度(molL-1)AgCl1.810-101.310-5AgBr5.010-137.110-7AgI8.310-179.110-10Ag2CrO41.110-126.510-5 類型相同， Ksp大， S 也大溶度積和溶解度大小有無一致性？ 類型不同，不能直接用Ksp

4、比離子積：難溶電解質(zhì)溶液中，離子濃度系數(shù)次方的乘積相當(dāng)于化學(xué)平衡 中的濃度商QcQ Ksp， 逆向移動(dòng)，沉淀析出Q = Ksp， 平衡，飽和溶液Q Ksp有沉淀生成！例：將等體積的濃度為 410-3 molL1的硝酸銀9-3 分步沉淀 (fractional precipitate) 若溶液中有幾種離子都可以和某種沉淀劑反應(yīng)，通過控制沉淀?xiàng)l件，僅僅使混合物中的某一種或幾種離子的濃度的乘積超過溶度積，形成沉淀，而其它離子不形成沉淀，從而達(dá)到分步沉淀的目的。1) 先達(dá)到溶度積者先沉淀(所需要沉淀劑濃度最 小的離子先沉淀)。2) 一般當(dāng)溶液中某離子濃度 1.0105 molL1 時(shí)，認(rèn)為離子沉淀完全

5、。Note：原理：9-3 分步沉淀 (fractional precipit思考：誰先析出？逐滴加入已知：先析出， 后析出思考：誰先析出？逐滴加入已知：先析出， (1) 析出時(shí)所需要的Ag+AgI先沉淀(1) 析出時(shí)所需要的Ag+AgI先沉淀(2) AgCl析出時(shí)，I 是否析出完全？)aq(Cl(aq) Ag AgCl(s) -+)aq( I(aq)Ag AgI(s) -+I沉淀完全(2) AgCl析出時(shí)，I 是否析出完全？)aq(C(3) 什么情況下可以先析出AgCl？時(shí)，AgCl先析出(3) 什么情況下可以先析出AgCl？時(shí)，有可能AgC分步沉淀的本質(zhì)反應(yīng)優(yōu)先向G更負(fù)的方向進(jìn)行分步沉淀的本

6、質(zhì)反應(yīng)優(yōu)先向G更負(fù)的方向進(jìn)行例題：某溶液中含Cl和CrO42，它們的濃度分別是 0.10 mol.L1和0.0010 mol.L1，逐滴加入AgNO3試劑，哪一種沉淀先析出？當(dāng)?shù)诙N沉淀析出時(shí)，第一種離子是否被沉淀完全(忽略由于加入AgNO3所引起的體積變化)。例題：某溶液中含Cl和CrO42，它們的濃度分別是 0.解：析出AgCl、Ag2CrO4沉淀時(shí)所需的最低Ag+濃度：AgCl沉淀完全析出 時(shí)，Cl的濃度？AgCl先析出解：析出AgCl、Ag2CrO4沉淀時(shí)所需的最低Ag+濃度：例：在含有0.10 molL-1 Fe3+和 0.10 molL-1 Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni

7、2+仍留在溶液中，應(yīng)控制pH值為多少?已知：Fe3+沉淀完全：Ni2+開始沉淀：解：例：在含有0.10 molL-1 Fe3+和 0.10 m2.816.85pHFe3+沉淀完全Ni2+開始沉淀c(Fe3+)10-5pH值范圍： 2.81 6.852.816.85pHFe3+沉淀完全Ni2+開始沉淀c(Fe9-4 影響沉淀溶解平衡的因素同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)、酸效應(yīng)及其它一、 同離子效應(yīng) (common ion effect) 在難溶電解質(zhì)溶液中加入與其含有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)，而使難溶電解質(zhì)的溶解度降低。 利用沉淀反應(yīng)除雜質(zhì)離子(通過加入稍過量的沉淀劑，使雜質(zhì)離子沉淀完全)。應(yīng)用：9-4 影響

8、沉淀溶解平衡的因素同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)、酸效應(yīng)及例： 求 25時(shí)， Ag2CrO4在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度解：純水中，0 0.010初始濃度2x 0.010+x平衡濃度例： 求 25時(shí)， Ag2CrO4在 0.010 mol二、 鹽效應(yīng) (salt effect) 在難溶電解質(zhì)溶液中，加入易溶強(qiáng)電解質(zhì)而使難溶電解質(zhì)的溶解度增大的作用。AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25 )(molL1)Note： 同離子效應(yīng)一般比鹽效應(yīng)大得多。KNO30.00000.00100.00500.0100AgCl(105)1.2781.3251.3851.427二、 鹽效應(yīng) (sa

9、lt effect) 在(1). 當(dāng)SO42-0.04 molL1時(shí)， SO42-增大，S(PbSO4)緩慢增大，鹽效應(yīng)占主導(dǎo)。C(Na2SO4)C(PbSO4)0.04同離子效應(yīng)與鹽效應(yīng)(1). 當(dāng)SO42-0.04 molL1時(shí)， 三、 酸效應(yīng) (acid effect)四、 配位效應(yīng) (coodination effect)OHHMOHHANH3三、 酸效應(yīng) (acid effect)四、 配位效應(yīng) (c五、其它因素 溫度：溶解多為吸熱過程，T， s。 溶劑：相似者相溶，加入有機(jī)溶劑，s 沉淀顆粒大?。?同種沉淀，顆粒越小，溶解度越大。 (“陳化”有利于沉淀的過濾和洗滌) 膠體溶液的形成

10、：膠體微粒直徑很小，可通過加入電解質(zhì)和 加熱使膠體微粒全部凝聚 。 沉淀晶型：亞穩(wěn)態(tài)晶型，溶解度較大；放置一段時(shí)間，穩(wěn)定 晶型，溶解度降低。-CoS Ksp = 510-22；-CoS Ksp = 310-26五、其它因素 溫度：溶解多為吸熱過程，T， s。-Co9-5 沉淀的溶解與轉(zhuǎn)化沉淀溶解平衡的移動(dòng)沉淀溶解或轉(zhuǎn)化條件：Q Ksp 溶于酸H+H2O一、 沉淀的溶解 溶于銨鹽NH4+NH3H2O9-5 沉淀的溶解與轉(zhuǎn)化沉淀溶解平衡的移動(dòng)沉淀溶解或轉(zhuǎn)化條 發(fā)生氧化還原反應(yīng) 生成配離子2NH3 發(fā)生氧化還原反應(yīng) 生成配離子2NH3平衡濃度molL1 x-0.0020 0.0010 0.0010例

11、：欲使0.0010 mol ZnS 溶于1.0 L HCl 溶液中，求HCl的最低濃度？ 已知：解：設(shè)溶解ZnS的HCl溶液濃度最低為x molL-1平衡濃度molL1 x-0.0020 例： 在0.20 L的 0.50 molL-1 MgCl2溶液中加入等體積的 0.10 molL-1的氨水溶液，有無Mg(OH)2沉淀生成？為了不使 Mg(OH)2沉淀析出，至少應(yīng)加入多少克NH4Cl(s)？ (設(shè)加入NH4Cl(s)后體積不變)解: (1) 混合后， 已知 KspMg(OH)2 = 5.611012；Kb(NH3) = 1.8 105初始濃度molL1 0.050 0 0平衡濃度molL1

12、0.050 x x x例： 在0.20 L的 0.50 molL-1 MgCl2(2). 為了不使Mg(OH)2沉淀析出， Q Ksp，有Mg(OH)2沉淀析出(2). 為了不使Mg(OH)2沉淀析出， Q 9.3107時(shí)，轉(zhuǎn)化作用即可進(jìn)行。CO32為多少時(shí)，可以產(chǎn)生CaCO3沉淀？飽和CaSO4中Ca2+為若生成CaCO3沉淀CO3(2). 兩者Ksp相差不大，Ksp小轉(zhuǎn)化為Ksp大平衡時(shí)：BaSO4可轉(zhuǎn)化為BaCO3BaSO4轉(zhuǎn)化為 BaCO3(2). 兩者Ksp相差不大，Ksp小轉(zhuǎn)化為Ksp大平衡時(shí)： 例題：如果在1.0 L Na2CO3 溶液中使0.010 mol 的BaSO4完全轉(zhuǎn)化為BaCO3，問Na2CO3的溶液最初濃度為多少?解：x 0.010