第五章無機化學(xué).ppt

1、1、第5章沉淀-溶解平衡和沉淀滴定，2、5.1溶度積原理，5.2沉淀-溶解平衡的運動，5.3各種沉淀物之間的平衡，5.4沉淀滴定，3、學(xué)習(xí)要求，1。掌握溶度積的概念以及溶度積和溶解度之間的轉(zhuǎn)換。2.了解影響沉淀溶解平衡的因素，利用溶度積原理判斷沉淀的形成和溶解。3.掌握沉淀和溶解平衡的計算。4.掌握沉淀滴定的原理和主要應(yīng)用。4，5.1溶度積原理，5.1.1溶度積常數(shù)當(dāng)不溶性電解質(zhì)氯化銀固體放入水中時，當(dāng)溶解和沉淀速度相等時，氯化銀固體與溶液中的銀和氯之間建立溶解和沉淀平衡。氯化銀(S)銀(aq)氯(aq)該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為： K=c(銀)C(氯)，5，不溶性電解質(zhì)的一般溶解和沉淀平衡可表示

2、為： AnBm(S)Nam(AQ)MBN(AQ)KSP=C(AM)NC(BN)其值與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)。6，實施例5-2根據(jù)附錄中的熱力學(xué)函數(shù)計算氯化銀在298K時的溶度積常數(shù)。方程式為：氯化銀(s)、氯化銀(AQ)、氯化銀(AQ)、FGM(298.15)/千焦摩爾1 109.8 77.11 131.2 RGM=FGM(b)=(77.11 131.2)(109.8)千焦摩爾1=55.71千焦摩爾1由功能梯度材料(fGm)=室溫氮鉀磷鉀磷鉀磷鉀磷鉀磷鉀磷鉀磷鉀=FGM/室溫=55.71 103/(8.314 298.15)=22.24得出試著計算Ag2CrO4的KSP溶液：Ag2Cr O4(S

3、)2Ag(AQ)CRo42(AQ)/MoLL1 2S S的溶液平衡濃度可以給出ksp=c(ag)2c(cro 42)=(2S)2S=4s 3=4(6.54105)3=1.121010在溶解度實施例5-4中，在25C下將溶解度產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為AgBr的KSP=5.351013。 嘗試計算AgBr的溶解度(用物質(zhì)的數(shù)量和濃度表示)。溶液：溴化銀的溶解平衡為： AgBr(s) Ag (aq) Br-(aq)，讓AgBr的溶解度為S，然后c(Ag)c(Br)-S得到KSP=c(Ag)c(Br)-S 5.351013，這樣AgBr的溶解度為7.31107 molL1，9，同類型的不溶性電解質(zhì)有較大的KSP。不

4、同類型的不溶性電解質(zhì)不能通過溶度積直接比較它們的相對溶解度。10，5.1.3溶度積原理，anbm(s)=Nam(AQ)mbn(AQ)qi=c(am)NC(bn)-m qi(離子積):任何狀態(tài)下離子濃度的乘積，其值不確定。QiKSP，沉淀，QiKSP，飽和溶液，QiKSP，沉淀溶解，11。在實施例5-5中，將等體積的410-3 mo1L-1硝酸銀和410-3Mo1L-1K2CO 4混合。氯化銀沉淀了嗎？Ksp (Ag2CrO4)1.1210-12是已知的。解決方法：等體積混合后，濃度是原來的一半。c(銀)=210-3摩爾-1；c(cro 42-)210-3mol l-1 qi C2(ag)c(c

5、ro 42-)(2 l0-3)22l 0-38l 0-9 ksp(ag2 cro 4)，所以有沉淀，12，5.2，沉淀和溶解的平衡發(fā)生偏移，影響溶解度的因素3360相同的離子效果由于加入相同的離子容易溶解。13，因為溶解度x很小，0.0100.010，0.010=1.0710-10=1.0710-8(摩爾-1)。與硫酸鋇在純水中的原始溶解度相比，其溶解度為1.0710-8 /1.0010-5，即實施例5-6已知在室溫下硫酸鋇在純水中的溶解度為1.0710-10摩爾-1，并且硫酸鋇在0.010摩爾-1硫酸鈉溶液中的溶解度小于在純水中的溶解度。Ksp(BaSO4)1.0710-10的溶液是已知的：

6、如果BaSO4在0.010 molL-1 Na2SO4溶液中的溶解度是x molL-1，那么BaSO 4(s)Ba2SO 4-在平衡時的濃度是mol l-1 x 0.010x，14，AgCl在KNO3溶液中的溶解度(25)，以及影響溶解度的因素。3001.0000000006，15，鹽效應(yīng)的原因，總的隨著ksp(baso 4)=(ba2)(so42-)(ba2)c(ba2)(so42-)c(so42-)kno 3的加入，離子強度I增加，活度系數(shù)降低。當(dāng)溫度不變時，Ksp不變，所以BaSO4的溶解度隨著c(Ba2)和c(SO42-)的增加而增加。16，5.2.2沉淀物的溶解，形成弱電解質(zhì)以溶解沉

7、淀物，通過氧化還原反應(yīng)形成絡(luò)合物以溶解沉淀物，17，1，形成弱電解質(zhì)以溶解沉淀物，18，PBS bi2s 3 cus CDS sb2s 3s N2 s2as 2s 3 hgs，金屬硫化物的溶解，19，實施例5-7，0.1摩爾應(yīng)完全溶解在1L鹽酸中，以獲得所需的最小鹽酸溶液：當(dāng)0.10摩爾FeS完全溶解在1.0升鹽酸中時：C(Fe3)FeS (S) Fe2S2 HCl H HS H H2S的總反應(yīng)是FeS(s) 2H Fe2 H2S，20，不溶性金屬氫氧化物的酸溶解，室溫下M(OH)n nH Mn nH2O，Kw=1014，一般來說，MOH的Ksp大于1014 (Kw)，M(OH)2大于1028

8、 (kw2)，m (oh) 3大于1042 (Kw3)，所以反應(yīng)平衡常數(shù)都大于1，21，一些金屬硫化物的Ksp值很小，所以它們不能被鹽酸溶解。例如，CuS(KSP=1.271036)需要硝酸；硫化汞(Ksp=6.441053)需要王水溶解：3hgs 2 HNO 3 12 HCl 3h2hg cl 43s 2 no 4 H2O；2.沉淀物通過氧化還原反應(yīng)溶解。CuS(s) Cu2 S2硝酸S NO H2O，22，3。形成絡(luò)合物以溶解沉淀物。例如，氯化銀不溶于酸，但溶于NH3溶液：如果生成QiKSP，固態(tài)氯化銀將開始溶解。氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化

9、銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀、氯化銀。agi agi 2pi 22pi 42 hgi 22i hgi 42 Cui icui 2，24，沉淀溶解法，(1)酸(堿或銨鹽)溶解，(2)配位溶解，(3)氧化還原溶解，(4)氧化配位(王水)溶解，25，5.3各種沉淀物之間的平衡，1。同時分步沉淀溶液當(dāng)加入一定的沉淀劑時，沉淀按一定的順序進行，這種順序沉淀的現(xiàn)象稱為分步沉淀。26，實施例：向濃度為0.010摩爾1的碘和氯溶液中滴加硝酸銀試劑，起初僅形成黃色AgI沉淀，但當(dāng)加入一定量的硝酸銀時，僅出現(xiàn)白色AgCl沉淀。開始生成碘化銀和氯化銀沉淀

10、所需的銀離子濃度分別為：沉淀碘所需的銀濃度小于沉淀氯所需的銀濃度，因此氯化銀首先沉淀。這時，當(dāng)氯化銀開始沉淀時，我已經(jīng)完全沉淀了。27，實施例5-8在1.0摩爾l1co2溶液中含有少量Fe3雜質(zhì)。如何控制酸堿度以去除Fe3雜質(zhì)？2=1.09升015，3=2.641039。溶液：當(dāng)Fe3完全沉淀時，的酸堿度由c(Fe3 )c3(OH) KspFe(OH)3確定，不產(chǎn)生Co2(OH)2沉淀的Co2的酸堿度由實施例5-9確定。溶液中Zn2和Mn2的濃度均為0.10摩爾1，因此溶液中的H2S始終處于飽和狀態(tài)。應(yīng)該在什么范圍內(nèi)控制溶液的酸堿度以完全分離這兩種離子？根據(jù)ksp (ZnS)=2.931025

11、，ksp (MnS)=4.651014，可以看出ZnS比MnS更容易產(chǎn)生沉淀。首先計算Zn2完全沉淀時的c(S2)、c(氫)和酸堿度：29，Mn2開始沉淀時的c(S2)、c(氫)和酸堿度：因此，只要控制酸堿度在1.124.26之間，ZnS就可以完全沉淀，Mn2不會沉淀，從而實現(xiàn)Zn2和Mn2的分離。30，5.3.2沉淀轉(zhuǎn)化，將一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種更難溶解的沉淀的過程稱為沉淀轉(zhuǎn)化。實施例5-10 1升0.1摩爾的碳酸鈉能把多少克硫酸鈣轉(zhuǎn)化成碳酸鈣？平衡態(tài)： caso 4(s)co32 Cao 3(s)so42/MoLL1 0.1 x的相對濃度為x=0.10，即c (so42)=0.10mol1，

12、因此轉(zhuǎn)化后的硫酸鈣質(zhì)量為136.1410.1=13.6 (g)，并有31，5.4個沉淀物。沉淀滴定要求沉淀反應(yīng)必須滿足以下要求：(1)反應(yīng)迅速，難以形成過飽和溶液；(2)沉淀的溶解度很小；(3)有一個簡單的方法來確定終點；(4)沉淀的吸附現(xiàn)象不會造成重大誤差。32歲。采用不溶性銀鹽的沉淀滴定法稱為銀滴定法，目前應(yīng)用廣泛。銀含量法可測定C1-、溴-、碘-、銀、硫氰酸根-等。沉淀滴定的關(guān)鍵是確定終點。莫爾法以K2CrO4為指示劑，福爾哈德法以硫酸鐵銨為指示劑，法詹斯法以吸附指示劑為終點，33。定義：以K2CrO4為指示劑的銀含量法稱為摩爾法。原理：以K2CrO4為指示劑，用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定氯

13、或溴?；A(chǔ)：氯化銀(AgBr)和氯化銀在溶解度和顏色上有顯著差異。滴定反應(yīng)：Ag Cl=AgCl(白色)Ksp=1.81010表示反應(yīng)：2Ag CrO42=Ag2CrO4(磚紅色)Ksp=2.01012。5.4.1莫爾法，指示劑34，1的用量，當(dāng)?shù)味ńK點為：時，如果AgCl沉淀，也會出現(xiàn)Ag2CrO4磚的紅色沉淀，當(dāng)所需的CrO42濃度為終點時，建議控制c(K2Cr 4)=5103 MoLL 1。35，2莫爾法的滴定條件應(yīng)在中性或弱堿性介質(zhì)(pH6)中進行。5-10。5)。酸度太強： 2 a2 cro 42 H4 ag 2 hcro 424 ag cr2o 72-H2O堿度太強。 2Ag 2OH Ag2O H2O預(yù)分離干擾離子：與銀沉淀：PO43，AsO43，SO32，S2等。生成含有CrO42: Ba2和Pb2的沉淀物；有色離子：大量的銅、Co2、Ni2等。易水解離子：Fe3、Al3、Bi3等。36，應(yīng)用范圍直接滴定：氯-，溴-，氯化萘-；無法測定碘和硫氰酸根，因為AgI或AgSCN沉淀會強烈吸附碘或硫