人卫5版第五章酸碱平衡与沉淀溶解平衡无机09级.ppt

第第 五五 章章 酸碱平衡与沉淀酸碱平衡与沉淀-溶解平衡溶解平衡 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 目目 的的 要要 求求1、掌握酸碱质子理论及其应用掌握酸碱质子理论及其应用；2、熟悉同离子效应对弱酸熟悉同离子效应对弱酸/弱碱解离弱碱解离平衡的影响；掌握溶液平衡的影响；掌握溶液pHpH的基本计算的基本计算（重点是一元弱酸、一元弱碱）（重点是一元弱酸、一元弱碱）；3、掌握难溶电解质的沉淀平衡、溶掌握难溶电解质的沉淀平衡、溶度积及其与溶解度的关系、溶度积规度积及其与溶解度的关系、溶度积规则。了解影响沉淀平衡的因素则。了解影响沉淀平衡的因素。无机化学无机化学 Inorganic chemistry 第一节第一节 酸（酸（Acid）和碱）和碱（Base）一、一、酸碱质子理论酸碱质子理论 （Proton Theory of Acid and Base）无机化学无机化学 Inorganic chemistryBrnsted-Lowry Acid-base Theory（一）酸碱的定义（一）酸碱的定义:酸酸：能给出质子：能给出质子(H+)的物质的物质 1 （proton donor）碱碱：能与质子：能与质子(H+)结合的物质结合的物质 1 （proton acceptor）两性物质两性物质（amphiprotic species）:既能给出质子、又能接受质子既能给出质子、又能接受质子(H+)的的物质物质 无机化学无机化学 Inorganic chemistryAc-H+H+HAcAcid（酸）（酸）Base（碱）（碱）HCO3-HPO42-H2PO4-H2OAcid(酸酸)Base(碱碱)Conclusion 酸和碱可以是酸和碱可以是中性分子中性分子(neutral molecules)、阴阴离子离子（negative ions）或或阳阳离子离子（positive ions）在在仅相差一个质子仅相差一个质子的酸碱之间，存在一的酸碱之间，存在一种通过质子相互联系和转化的关系，这种通过质子相互联系和转化的关系，这种关系称为种关系称为酸碱共轭酸碱共轭关系。关系。具有这种关系的酸碱称为具有这种关系的酸碱称为共轭酸碱对共轭酸碱对（conjugate acid-base pair），如：），如：HAc Ac-NH4+NH3H2O OH-H3O+H2OH2CO3 HCO3-HCO3-CO32-H2PO4-HPO42-HPO42-PO43-无机化学无机化学 Inorganic chemistry酸碱反应的实质酸碱反应的实质酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间的之间的质子传递反应质子传递反应（protolysis reaction）。）。HAc +H2O H3O+Ac-H+H+酸酸1 碱碱1碱碱2 酸酸2 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 在酸碱反应中，可用在酸碱反应中，可用酸碱相对强弱酸碱相对强弱来来判断反应的方向。通常，酸碱反应总判断反应的方向。通常，酸碱反应总是是较强的酸较强的酸与与较强的碱较强的碱作用，向着生作用，向着生成较弱的酸和较弱的碱的方向进行。成较弱的酸和较弱的碱的方向进行。例如例如：HCl +NH3 NH4+Cl-H+H+无机化学无机化学 Inorganic chemistry 说明说明：NH4+的水解反应极不完全。的水解反应极不完全。NH4+H2O H3O+NH3H+H+无机化学无机化学 Inorganic chemistry（二）酸碱的强弱（二）酸碱的强弱 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 酸碱的强弱不仅取决于酸碱本身酸碱的强弱不仅取决于酸碱本身释放或接受质子的能力释放或接受质子的能力,同时也取决同时也取决于溶剂接受或释放质子的能力。于溶剂接受或释放质子的能力。通常以水作为溶剂来比较各种酸通常以水作为溶剂来比较各种酸和碱释放或接受质子的能力。和碱释放或接受质子的能力。HA(aq)+H2O(aq)A-(aq)+H3O+(aq)Ka=A-H3O+HA Ka 称为酸度常数或酸解离常数，表示酸称为酸度常数或酸解离常数，表示酸在水中给出质子能力的大小。在水中给出质子能力的大小。Ka 越大，越大，酸性越强。酸性越强。Ka 的大小与温度有关。的大小与温度有关。无机化学无机化学 Inorganic chemistry B(aq)+H2O(aq)BH+(aq)+OH-(aq)Kb=BH+OH-B Kb称为碱度常数或碱解离常数，表示碱称为碱度常数或碱解离常数，表示碱在水中接受质子能力的大小。在水中接受质子能力的大小。Kb 越大，越大，碱性越强。碱性越强。无机化学无机化学 Inorganic chemistry 一、水的质子自递平衡一、水的质子自递平衡 第二节第二节 酸碱平衡酸碱平衡（一）水的（一）水的质子自递反应质子自递反应 （Autoprotolysis equilibrium）：）：H2O +H2O OH-+H3O+H+无机化学无机化学 Inorganic chemistryK=OH-H3O+H2OH2OOH-H3O+=K H2O2=Kw Kw称为水的质子自递平衡常数称为水的质子自递平衡常数（Autoprotolysis equilibrium constant）或水的离子积（或水的离子积（ionic product）。）。无机化学无机化学 Inorganic chemistry 在在297K的纯水中：的纯水中：Kw=H3O+OH-=1.0010-14(适用于一切稀水溶液适用于一切稀水溶液)=1.0010-7molL-1H3O+=OH-=Kw=1.0010-14 无机化学无机化学 Inorganic chemistry（二）水（二）水 溶溶 液液 的的 pHH+=OH-=1.010-7molL-1中性溶液中性溶液：酸性溶液酸性溶液：H+1.010-7molL-1 OH-碱性溶液碱性溶液：H+1.010-7molL-1 OH-无机化学无机化学 Inorganic chemistry pH=-lgH+稀溶液稀溶液中中-lgH+pOH=-lgOH-稀溶液稀溶液中中-lgOH-pH+pOH=14 H+OH-=1.010-14 无机化学无机化学 Inorganic chemistry HB +H2O B-+H3O+Ka=B-H3O+HB B-+H2O HB +OH-Kb=HBOH-B-=HBOH-B-H3O+H3O+=KwKa 无机化学无机化学 Inorganic chemistry(三三)共共轭轭酸酸碱碱解解离离常常数数的的关关系系Ka Kb=Kw1、已知某物质酸的、已知某物质酸的Ka，即可求得其，即可求得其共轭碱的共轭碱的Kb；反之亦然。；反之亦然。2、Ka 与与Kb成反比，说明共轭酸碱的成反比，说明共轭酸碱的强度是相互制约的。（强度是相互制约的。（p72 表表5-2）无机化学无机化学 Inorganic chemistry即：即：酸酸越弱，其越弱，其共轭碱共轭碱越强；越强；x 碱碱越弱，其越弱，其共轭酸共轭酸越强。越强。二、弱酸、弱碱与水之间的质子传递平衡二、弱酸、弱碱与水之间的质子传递平衡 无机化学无机化学 Inorganic chemistry（一一）一一元元弱弱酸酸、弱弱碱碱溶溶液液 HA +H2O A-+H3O+设一元弱酸设一元弱酸HA，其初始浓度为，其初始浓度为cKa=A-H3O+HA H2O +H2O OH-+H3O+Kw=OH-H3O+无机化学无机化学 Inorganic chemistry当当ca Ka 20Kw时，可忽略水的电离，时，可忽略水的电离，只考虑弱酸的质子传递平衡。只考虑弱酸的质子传递平衡。HA +H2O A-+H3O+平衡平衡 cc初始初始 c0 0解离解离 c c c c c=cH+Ac-=H+H+无机化学无机化学 Inorganic chemistryKa=A-H+HA当当c/Ka 500时，时，cH+c 无机化学无机化学 Inorganic chemistry Ka=A-H+HA HA +H2O A-+H3O+平衡平衡 cc c c当当5%时，时，1-1 例：例：1）计算）计算0.100molL-1HAc溶液的解离度溶液的解离度及及H+；2）计算稀释一倍后该溶液的解离度计算稀释一倍后该溶液的解离度及及H+。HAc +H2O Ac-+H3O+初始初始c00电离电离cc c平衡平衡 cc c c Ka=Ac-H3O+HAc=c c c=c2=c(1)c 无机化学无机化学 Inorganic chemistry=1.32 10-2=1.32%H+=c=0.100 1.32%=1.32 10-3 molL-1 无机化学无机化学 Inorganic chemistry稀释一倍后稀释一倍后c(HAc)=12c=0.100/2=0.0500mol L-1=1.87 10-2=1.87%H+=c=0.0500 1.87%=9.35 10-4 molL-1 无机化学无机化学 Inorganic chemistry结结 论论 溶液浓度溶液浓度c、解离度、解离度和解离平衡和解离平衡常数常数K之间具有定量关系。之间具有定量关系。对某一弱电解质而言，在对某一弱电解质而言，在一定温一定温度下度下，解离平衡常数，解离平衡常数K一定，解离一定，解离度度 随溶液的稀释而增大。随溶液的稀释而增大。无机化学无机化学 Inorganic chemistry 比较比较 K 和和 1、二者均可用来衡量弱电解质在水、二者均可用来衡量弱电解质在水中中解离程度解离程度的大小；的大小；3、解离常数、解离常数K与溶液的浓度与溶液的浓度c无关，无关，是溶液的特征常数；解离度是溶液的特征常数；解离度与溶液与溶液的的浓度浓度c有关，溶液越稀，解离度越大。有关，溶液越稀，解离度越大。(但但电离产生的离子的浓度电离产生的离子的浓度减小减小)2、二者的大小均与、二者的大小均与温度温度有关；有关；无机化学无机化学 Inorganic chemistry对于一元弱碱对于一元弱碱B，设其初始浓度为，设其初始浓度为cb当当cb Kb 20Kw ，cb/Kb 500时，时，无机化学无机化学 Inorganic chemistry例：计算例：计算0.100 molL-1 NaAc溶液的溶液的pH。已知：已知：HAc的的Ka=1.74 10-5解：解：NaAc是一元弱碱是一元弱碱NaAc的的Kb=Kw/Ka（HAc）cb Kb 20Kw ，cb/Kb 500 无机化学无机化学 Inorganic chemistrypH=-lgH+=8.88 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 例例 题题 在在20.00mL浓度为浓度为0.010 mol L-1的的HAc溶液中溶液中,逐滴加入逐滴加入0.010mol L-1 NaOH溶液，试计算溶液，试计算下列情况时溶液的下列情况时溶液的pH 1 （1）加入）加入10.00mLNaOH后后 1 （2）加入）加入20.00mLNaOH后后 1 （3）加入）加入30.00mLNaOH后后 无机化学无机化学 Inorganic chemistry（二）多元酸、碱溶液（二）多元酸、碱溶液2、当多元弱酸的、当多元弱酸的Ka1 Ka2 Ka3，Ka1Ka2102时，可当作一元弱酸来计算时，可当作一元弱酸来计算H+（即：只考虑第一步解离）。（即：只考虑第一步解离）。3、若需计算第二、第三步解离的其他物、若需计算第二、第三步解离的其他物种的浓度，则需考虑第二、第三步解离种的浓度，则需考虑第二、第三步解离平衡。平衡。无机化学无机化学 Inorganic chemistry1、多元酸碱的解离是分步进行的。、多元酸碱的解离是分步进行的。（三）（三）两性物质溶液两性物质溶液可分为三类可分为三类两性阴离子溶液两性阴离子溶液 由弱酸和弱碱组成的由弱酸和弱碱组成的两性物质溶液两性物质溶液 氨基酸型两性物质溶液氨基酸型两性物质溶液 无机化学无机化学 Inorganic chemistry对于两性阴离子溶液对于两性阴离子溶液：对于其他两性物质溶液对于其他两性物质溶液：说明说明：在一定条件下，两性物质水溶：在一定条件下，两性物质水溶液的液的H3O+，由，由两级酸解离常数两级酸解离常数所决所决定，而与两性物质本身的浓度无关。定，而与两性物质本身的浓度无关。无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry四、四、同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应例如：在例如：在HAc溶液中加入少量溶液中加入少量NaAc HAc +H2O H3O+Ac-NaAc Na+Ac-平衡向左移动，平衡向左移动，HAc的解离度降低，的解离度降低，解离产生的解离产生的H3O+降低，溶液酸性降低，溶液酸性减弱，减弱，pH值升高。值升高。在弱电解质溶液中，加入与该弱电解在弱电解质溶液中，加入与该弱电解质具有相同离子的易溶性质具有相同离子的易溶性强电解质强电解质时，时，弱电解质的电离平衡会向左移动，使弱电解质的电离平衡会向左移动，使弱电解质的弱电解质的解离度降低解离度降低。这种现象称。这种现象称为为同离子效应（同离子效应（common-ion effect）。如：在氨水中加入强电解质如：在氨水中加入强电解质NH4Cl 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 例题：在例题：在1L0.10molL-1的的HAc溶溶液中，加入液中，加入0.10molNaAc（设溶液（设溶液体积不变）。计算加入体积不变）。计算加入NaAc后溶后溶液的液的H+和和。无机化学无机化学 Inorganic chemistry HAc +H2O Ac-+H3O+初始初始 0.1000.10电离电离0.100.10 0.10 平衡平衡 0.10-0.10=0.10(1-)0.10 0.10+0.10=0.10(1+)0.100.10 无机化学无机化学 Inorganic chemistryKa=Ac-H3O+HAc=0.10 0.10 0.10=1.7610-5 =1.7610-4=0.0176%H+=c=0.10 0.0176%=1.76 10-5 molL-1 无机化学无机化学 Inorganic chemistry（二）（二）盐效应（盐效应（salt effect）在弱电解质溶液中加入与其不含在弱电解质溶液中加入与其不含相同离子的强电解质，会使弱电解质相同离子的强电解质，会使弱电解质的解离度略有增大，这种作用称为盐的解离度略有增大，这种作用称为盐效应。效应。如：在如：在HAc溶液中加入溶液中加入NaCl 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 第三节第三节 缓冲溶液缓冲溶液一、一、缓冲溶液的组成和作用机理缓冲溶液的组成和作用机理缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用称为缓冲作用。作用称为缓冲作用。缓冲作用（缓冲作用（buffer action）能够抵抗少量外加强酸、强碱而保能够抵抗少量外加强酸、强碱而保持溶液持溶液pH基本不变的溶液，称为缓基本不变的溶液，称为缓冲溶液。冲溶液。缓冲溶液（缓冲溶液（buffer solution）无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry NaAc Na+Ac-同同离离子子效效应应大量大量大量大量共轭碱共轭碱(conjugate base)抗酸成分抗酸成分 (anti-acid component)HAc+H2OH3O+Ac-HAc+H2OH3O+Ac-（一）缓冲作用的机理（一）缓冲作用的机理 无机化学无机化学 Inorganic chemistry大量大量大量大量共轭酸共轭酸 （conjugate acid）抗碱成分抗碱成分 (anti-base component)HAc+H2OH3O+Ac-H3O+无机化学无机化学 Inorganic chemistryHB +H2O B-+H3O+缓冲作用是在有足量的缓冲作用是在有足量的抗酸成分和抗酸成分和抗碱成分抗碱成分存在的缓冲体系中，通过存在的缓冲体系中，通过共轭酸碱对之间的共轭酸碱对之间的质子转移平衡质子转移平衡移移动来实现的。动来实现的。抗碱成分抗碱成分 (anti-base component)抗酸成分抗酸成分 (anti-acid component)无机化学无机化学 Inorganic chemistry（二）缓冲溶液的组成（二）缓冲溶液的组成缓冲溶液是由具有足够浓度、适缓冲溶液是由具有足够浓度、适当比例的共轭酸碱对组成的：当比例的共轭酸碱对组成的：共轭酸共轭酸抗碱成分抗碱成分共轭碱共轭碱抗酸成分抗酸成分缓冲系缓冲系 无机化学无机化学 Inorganic chemistry常用缓冲系常用缓冲系 HB +H2O B-+H3O+（conjugate acid）(conjugate base)NH4Cl NH3 H3PO4 NaH2PO4 NaH2PO4 Na2HPO4 Na2HPO4 Na3PO4 H2CO3 NaHCO3 NaHCO3 Na2CO3 H3BO3 NaH2BO3 HAc NaAc 无机化学无机化学 Inorganic chemistryHB+H2O B-+H3O+平衡时平衡时(一一)缓冲溶液缓冲溶液pH的计算的计算 二二、缓缓冲冲溶溶液液的的计计算算其中其中HBcHB，B-cB-无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry pKa是是共轭酸共轭酸的解离平衡常数的负的解离平衡常数的负对数；对数；cB-是缓冲溶液中共轭碱的浓度；是缓冲溶液中共轭碱的浓度；cHB是缓冲溶液中共轭酸的浓度。是缓冲溶液中共轭酸的浓度。缓冲溶液的缓冲溶液的pH值主要决定于共轭值主要决定于共轭酸的酸的pKa；其次决定于；其次决定于cB-/cHB(缓冲比缓冲比)缓冲溶液在一定范围内具有缓冲溶液在一定范围内具有抗稀抗稀释释的性能。的性能。温度对缓冲溶液的温度对缓冲溶液的pH有影响。有影响。讨讨 论论 无机化学无机化学 Inorganic chemistry(二二)缓冲容量和缓冲范围缓冲容量和缓冲范围1、缓冲容量、缓冲容量(buffer capacity)及影响因素及影响因素缓冲容量取决于缓冲容量取决于总浓度总浓度和和缓冲比。缓冲比。缓冲容量用来说明缓冲能力的大小。缓冲容量用来说明缓冲能力的大小。无机化学无机化学 Inorganic chemistry 总浓度总浓度的影响：对同一缓冲系，的影响：对同一缓冲系，缓冲比一定时，总浓度越大，缓冲缓冲比一定时，总浓度越大，缓冲容量越大，缓冲能力越强。容量越大，缓冲能力越强。缓冲比缓冲比的影响：对同一缓冲系，的影响：对同一缓冲系，总浓度一定时，缓冲比越趋近于总浓度一定时，缓冲比越趋近于1 1，缓冲容量越大，缓冲能力越强；缓缓冲容量越大，缓冲能力越强；缓冲比等于冲比等于1 1时，缓冲能力最强。时，缓冲能力最强。无机化学无机化学 Inorganic chemistry2 2、有效缓冲范围有效缓冲范围 （buffer effective range）pH=pKa-1 pKa+1一般认为一般认为,缓冲比在缓冲比在1/1010/1范围内范围内,缓冲溶液才能有效发挥缓冲作用缓冲溶液才能有效发挥缓冲作用.无机化学无机化学 Inorganic chemistry三、三、缓冲溶液的选择和配制缓冲溶液的选择和配制1、选选择择合合适适的的缓缓冲冲系系：使使所所选选缓缓冲冲系系中中共共轭轭酸酸的的pKa与与所所配配缓缓冲冲溶溶液的液的pH值尽量接近。值尽量接近。2、保证有、保证有足够的总浓度足够的总浓度：0.05 0.20 mol L-1。3、计算所需缓冲系的量计算所需缓冲系的量。4、用、用pH计进行测定和计进行测定和校正校正。配配制制缓缓冲冲溶溶液液的的步步骤骤缓冲溶液的配制方法缓冲溶液的配制方法1 1、选用、选用相同浓度的共轭酸和共轭相同浓度的共轭酸和共轭碱碱直接混合而得：直接混合而得：pH=pKa+lgV（共轭碱）（共轭碱）/V（共轭酸（共轭酸)2 2、在一定量的弱酸溶液中加入适在一定量的弱酸溶液中加入适量的强碱量的强碱，利用剩余的弱酸和反应，利用剩余的弱酸和反应生成的弱酸强碱盐构成缓冲对。生成的弱酸强碱盐构成缓冲对。无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry例例1：相同浓度的：相同浓度的H3PO4和和NaOH溶溶液按液按2：1的体积比混合后，形成的的体积比混合后，形成的缓冲对为缓冲对为 ，该缓冲，该缓冲对可配制对可配制pH从从 到到 的缓冲溶的缓冲溶液，其中的抗酸成分是液，其中的抗酸成分是 ，抗碱成分是抗碱成分是 ，计算该缓冲溶，计算该缓冲溶液液pH的公式为的公式为 。1.12 3.12H3PO4H2PO4-H2PO4-H3PO4 无机化学无机化学 Inorganic chemistry体积体积比比缓冲对缓冲对抗酸抗酸成分成分抗碱抗碱成分成分2 ：12 ：32 ：5用用相同浓度的相同浓度的H3PO4和和NaOH溶液按不溶液按不同体积比混合时的情况如下：同体积比混合时的情况如下：H2PO4-HPO42-H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-H2PO4-H3PO4H2PO4-HPO42-HPO42-PO43-无机化学无机化学 Inorganic chemistry例例2 用用某某二二元元弱弱酸酸H2B配配制制pH=6.00的的缓缓 冲冲 溶溶 液液，问问 应应 在在 450ml c(H2B)=0.100molL-1的的溶溶液液中中,加加入入c(NaOH)=0.100molL-1的溶液多少毫升？的溶液多少毫升？（已已知知H2B的的pKa1=1.52，pKa2=6.30，设溶液的体积是可以加和的）设溶液的体积是可以加和的）第四节第四节 难溶强电解质难溶强电解质的形成和溶解的形成和溶解 无机化学无机化学 Inorganic chemistry一、溶度积常数一、溶度积常数对于对于AaBb型难溶电解质型难溶电解质AaBb(s)aAn+(aq)+bBm-(aq)Ksp=An+aBm-b（一）溶度积（一）溶度积在一定温度下，难溶电解质的在一定温度下，难溶电解质的饱和溶饱和溶液液中离子浓度幂之乘积为一常数。中离子浓度幂之乘积为一常数。无机化学无机化学 Inorganic chemistryKsp 称为溶度积常数（称为溶度积常数（solubility product constant），简称溶度积。），简称溶度积。它反映了难溶电解质在水中的溶解它反映了难溶电解质在水中的溶解能力。能力。无机化学无机化学 Inorganic chemistry（二）溶度积与溶解度（二）溶度积与溶解度AaBb(s)aAn+(aq)+bBm-(aq)1 ：a ：bas bss即：在溶解度为即：在溶解度为s的难溶电解质的难溶电解质AaBb的的饱和溶液饱和溶液中中 An+=asBm-=bs 无机化学无机化学 Inorganic chemistry Ksp=An+aBm-b=(as)a(bs)b=aabb sa+b 无机化学无机化学 Inorganic chemistry1、正负离子平衡浓度的比例关系；、正负离子平衡浓度的比例关系；2、离子平衡浓度与溶解度的关系；、离子平衡浓度与溶解度的关系；3、溶度积、溶度积Ksp与离子平衡浓度的关系。与离子平衡浓度的关系。注注 意意 无机化学无机化学 Inorganic chemistry例：通过计算比较例：通过计算比较298K时时AgCl和和Ag2CrO4溶解度的大小。溶解度的大小。已知：已知：AgCl的的Ksp=1.77 10-10 Ag2CrO4的的Ksp=1.12 10-12 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistryAgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)1 ：1 ：1 s ss Ksp=Ag+Cl-=s s=s2 无机化学无机化学 Inorganic chemistryAg2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)1 ：2 ：1 2s ss Ksp=Ag+2CrO42-=(2s)2 s=4s3 结结 论论 对于对于不同类型不同类型的难溶电解质，不的难溶电解质，不能直接根据溶度积的大小来比较溶能直接根据溶度积的大小来比较溶解度的大小；解度的大小；对于对于同一类型同一类型的难溶电解质，可的难溶电解质，可直接根据溶度积的大小来比较溶解直接根据溶度积的大小来比较溶解度：溶度积越大，溶解度也越大。度：溶度积越大，溶解度也越大。无机化学无机化学 Inorganic chemistry适用范围适用范围3、离子强度很小，浓度可以代替活、离子强度很小，浓度可以代替活度的难溶电解质溶液。度的难溶电解质溶液。1、溶解后解离出的正、负离子在水、溶解后解离出的正、负离子在水溶液中不发生水解等副反应或副反溶液中不发生水解等副反应或副反应程度很小；应程度很小；2、溶解于水的部分必须完全解离。、溶解于水的部分必须完全解离。无机化学无机化学 Inorganic chemistry（三）溶（三）溶 度度 积积 规规 则则 (solubility product principle)1、当、当Qc=Ksp时，溶液达饱和；时，溶液达饱和；2、当、当Qc Ksp时，为不饱和溶液，时，为不饱和溶液，无沉淀析出；无沉淀析出；3、当、当Qc Ksp时，为过饱和溶液，时，为过饱和溶液，溶液中将析出沉淀直至溶液达饱和。溶液中将析出沉淀直至溶液达饱和。无机化学无机化学 Inorganic chemistry（四）沉淀的生成（四）沉淀的生成沉淀的生成的必要条件：沉淀的生成的必要条件：Qc Ksp例：例：将将0.020mol L-1CaCl2溶液与等溶液与等体积同浓度的体积同浓度的Na2C2O4溶液相混合，溶液相混合，是否有沉淀生成（忽略体积的变化）。是否有沉淀生成（忽略体积的变化）。无机化学无机化学 Inorganic chemistry已知：已知：Ksp(CaC2O4)=2.3210-9 解：溶液等体积混合后解：溶液等体积混合后 c(Ca2+)=0.010 molL-1 c(C2O42-)=0.010 molL-1 Qc(CaC2O4)=c(Ca2+)c(C2O42-)=(1.010-2)(1.010-2)=1.010-4 Ksp(CaC2O4)=2.3210-9 有有CaC2O4沉淀析出。沉淀析出。无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 影响沉淀溶解影响沉淀溶解度的因素度的因素难溶电解质难溶电解质的溶度积的溶度积Ksp温度温度同离子效应同离子效应盐效应盐效应 无机化学无机化学 Inorganic chemistry例：例：已知已知Ksp，BaSO4=1.0810-10，计算，计算（1）在纯水中的溶解度）在纯水中的溶解度 1 （2）在）在0.010mol L-1BaCl2溶液中的溶液中的溶解度溶解度 无机化学无机化学 Inorganic chemistryBaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)1 ：1 ：1s Ksp=Ba2+SO42-s s 无机化学无机化学 Inorganic chemistryBaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)1 ：1 ：1s2 Ksp=Ba2+SO42-在在0.010mol L-1BaCl2溶液中溶液中0.010+s2s2 =(0.010+s2)s2 0.010 s2 s2=Ksp/0.010=1.0810-8 mol L-1 无机化学无机化学 Inorganic chemistry因加入与难溶电解质不含有相同离子的易因加入与难溶电解质不含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度略溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度略微增大的现象。微增大的现象。因加入含有共同离子的强电解质，而使因加入含有共同离子的强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的现象。难溶电解质的溶解度降低的现象。同离子效应（同离子效应（common ion effect）盐效应（盐效应（salt effect）例：例：将将4.010-3 mol L-1Na2SO4溶液与溶液与6.010-3 mol L-1BaCl2溶液等体积混溶液等体积混合，合，SO42-是否被沉淀完全是否被沉淀完全?剩余离子浓度剩余离子浓度1.010-5 mol L-1应计算出沉淀平衡后溶液中应计算出沉淀平衡后溶液中SO42-无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 第一步第一步：Na2SO4溶液与溶液与BaCl2溶液反溶液反应生成应生成BaSO4沉淀沉淀等体积混合后等体积混合后c(SO42-)=0.002mol L-1c(Ba2+)=0.003 mol L-1反应反应反应生成反应生成n(BaSO4)=0.002 V（mol）无机化学无机化学 Inorganic chemistryBaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)第二步第二步：BaSO4沉淀在此条件下溶解沉淀在此条件下溶解的部分完全电离，设此时的部分完全电离，设此时SO42-为为x初始初始0.002 0.001 0溶解溶解xxx平衡平衡0.001+xx0.001 Ksp=Ba2+SO42-=0.001x=1.0810-10 x=1.0810-7 mol L-1沉淀完全沉淀完全二、分步沉淀（二、分步沉淀（fractional precipitate）在溶液中有两种以上的离子能与在溶液中有两种以上的离子能与同一试剂反应产生沉淀时，首先析同一试剂反应产生沉淀时，首先析出的应是出的应是离子积最先达到溶度积离子积最先达到溶度积的的物质。物质。无机化学无机化学 Inorganic chemistry 在溶液中有两种以上的离子能与在溶液中有两种以上的离子能与同一试剂反应产生沉淀时，缓慢加同一试剂反应产生沉淀时，缓慢加入沉淀剂，沉淀会按先后顺序出现。入沉淀剂，沉淀会按先后顺序出现。例例 题题在浓度均为在浓度均为0.010 mol L-1的的KCl和和K2CrO4的混合溶液中的混合溶液中,逐滴加入逐滴加入AgNO3溶液时，溶液时，AgCl和和Ag2CrO4哪个先沉淀析出哪个先沉淀析出?已知：已知：AgCl的的Ksp=1.77 10-10 Ag2CrO4的的Ksp=1.12 10-12 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry要形成要形成AgCl沉淀沉淀Qc Ksp即：即：c(Ag+)c(Cl-)Ksp(AgCl)c(Ag+)无机化学无机化学 Inorganic chemistry要形成要形成Ag2CrO4沉淀沉淀Qc Ksp即：即：c2(Ag+)c(CrO42-)Ksp(Ag2CrO4)c(Ag+)无机化学无机化学 Inorganic chemistry要形成要形成AgCl沉淀沉淀c(Ag+)要形成要形成Ag2CrO4沉淀沉淀c(Ag+)即即:开始开始形成形成AgCl沉淀所需沉淀所需Ag+较少较少先形成先形成AgCl沉淀沉淀 无机化学无机化学 Inorganic chemistry Ag+生成生成AgClAg+生成生成Ag2CrO4 无机化学无机化学 Inorganic chemistryAg+生成生成Ag2CrO4 Cl-Ksp(AgCl)/Ag+=1.77 10-10/1.0610-5 =1.610-5molL-1 Ag+Cl-=Ksp(AgCl)刚开始生成刚开始生成Ag2CrO4时时三、沉淀的溶解和转化三、沉淀的溶解和转化（一）沉淀的溶解（一）沉淀的溶解常用方法：常用方法：1、生成、生成弱电解质弱电解质使沉淀溶解。使沉淀溶解。2、利用、利用氧化还原反应氧化还原反应使沉淀溶解。使沉淀溶解。无机化学无机化学 Inorganic chemistryQcKsp水、弱酸、弱碱和难电离的盐水、弱酸、弱碱和难电离的盐3、生成、生成配合物配合物使沉淀溶解。使沉淀溶解。无机化学无机化学 Inorganic chemistry（二）沉淀的转化（二）沉淀的转化一般来说，难溶电解质容易转一般来说，难溶电解质容易转化为更难溶的电解质。化为更难溶的电解质。溶解度相差不大的两沉淀之间，溶解度相差不大的两沉淀之间，在一定条件下，仍然可以转化。在一定条件下，仍然可以转化。目目 的的 要要 求求1、掌握酸碱质子理论及其应用掌握酸碱质子理论及其应用。2、掌握溶液掌握溶液pHpH的基本计算（重点是一的基本计算（重点是一元弱酸、一元弱碱）元弱酸、一元弱碱）；熟悉同离子效应熟悉同离子效应对弱酸对弱酸/弱碱解离平衡的影响。弱碱解离平衡的影响。无机化学无机化学 Inorganic chemistry3、掌掌握握缓缓冲冲溶溶液液的的基基本本概概念念、组组成成、作作用用原原理理和和pHpH值值的的计计算算；熟熟悉悉缓缓冲冲范范围围和和缓缓冲冲溶溶液液的的配配制制方方法法；了了解解缓缓冲冲溶液在医学上的意义溶液在医学上的意义。基础化学基础化学 Basic chemistry 4、掌握难溶电解质的沉淀平衡、掌握难溶电解质的沉淀平衡、溶度积与溶解度的关系、溶度积溶度积与溶解度的关系、溶度积规则及其应用。了解影响沉淀平规则及其应用。了解影响沉淀平衡的因素衡的因素。Summary In this chapter，We have introduced the acid-base theory，the characteristics of electrolyte solution.As we all know，substances that dissociate in water or melt to produce cations and anions are called electrolytes；those that do not are called non-electrolytes.Usually electrolytes are divided into two types:strong electrolyte and weak electrolyte.Strong electrolyte solution The strong electrolytes could dissociate completely in aqueous solution.Because the ion interaction and the forming of ion atmosphere prevent the ions from behaving as totally independent particles,the apparent dissociation degree is not 100%.In fact,We should use activity to replace concentration.Proton theory of acid and base1)Definition of acid and base:An acid is a proton donor,and a base is a proton acceptor.Conjugated pair of acid-base:Conjugate acid H+Conjugate base2)A acid base reaction is a proton transfer reaction between two conjugated pairs of acid-base actually.3)Equilibrium constant:Equil