(9.3.8)--3.4.2分步沉淀、沉淀的溶解与转化.pdf

工程化学工程化学工程化学工程化学Engineering Chemistry溶液中的化学平衡溶液中的化学平衡溶液中的化学平衡溶液中的化学平衡分步沉淀分步沉淀、沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化分步沉淀分步沉淀、沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化Engineering Chemistry分步沉淀分步沉淀、沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化分步沉淀分步沉淀、沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化沉淀的溶解与转化分步沉淀分步沉淀在实际工作中，常常会遇到溶液中同时含有多种离子，当加入某种沉淀剂时，这些离子可能与该沉淀剂都能发生沉淀反应，生成难溶电解质当控制条件逐滴加入沉淀剂时，哪种离子先沉淀出来，哪种离子后沉淀出来，离子沉淀的先后顺序是怎样的呢？常常会遇到溶液中同时含有这些离子可能生成难溶电解质。哪种离子先沉淀离子沉淀的先后顺目 录CONTENTS分步沉淀沉淀的溶解和转化沉淀的溶解和转化分步沉淀分步沉淀溶度积规则 沉淀从溶液中析出所以当加入沉淀剂能使溶液中几种离子生成沉淀时离子积（Q）首先超过溶度积的难溶电沉淀时，离子积（Q）首先超过溶度积的难溶电解质先沉淀出来。沉淀溶解或无沉淀析出溶液饱和沉淀从溶液中析出所以当加入沉淀剂能使溶液中几种离子生成首先超过溶度积的难溶电首先超过溶度积的难溶电分步沉淀分步沉淀在含有等浓度的Cl-和I-混合溶液中，AgNO 溶液分步沉淀混合溶液中，多种离子发生先后沉淀的现象称为分步沉淀一般认为溶液中离子浓度AgNO3溶液。现象：先产生黄色AgI沉淀，后来出现白色分步沉淀。一般认为，溶液中离子浓度为沉淀完全。利用分步沉淀，实现离子的分离逐滴加入多种离子发生先后沉淀的现象称为溶液中离子浓度c10-5molL-1后来出现白色AgCl沉淀。溶液中离子浓度c10-5molL-1，实现离子的分离例 1：某溶液中含有0.010molL-lClAgNO3溶液，哪种离子首先被沉淀出来时，第一种离子是否被沉淀完全？（解:查表 Ksp(AgCl)=1.7710-10，K根据溶度积规则生成AgClAgI所需根据溶度积规则，生成AgCl、AgI所需AgCl:c1(Ag+)=Ksp(AgCl)/c(Cl-)=1.77AgI:c2(Ag+)=Ksp(AgI)/c(I-)=8.52c1(Ag+)c2(Ag+)，所以AgI先沉淀出来当AgCl开始沉淀的前一瞬间，溶液中的关系式c(Ag+)c(Cl-)=K(AgCl)在AgCl开始沉淀的前一瞬间，溶液中molL-l，即溶液中I-已沉淀完全，所以通过逐滴加入Cl-与I-分离的目的。沉淀次序:同类型、同浓度关系式c(Ag+)c(Cl-)=Ksp(AgCl)c(Ag+)c(I-)=Ksp(AgI)即在AgCl开始沉淀的前一瞬间，溶液中的c(I-)=Ksp(AgI)c(Cl-)/Ksp(AgCl)=(8.52=4.8110-9molL-l不同类型，须计算开始沉淀所需沉淀剂的浓度，所需浓度小的先沉淀Cl-和0.010molL-lI-，逐滴加入哪种离子首先被沉淀出来？当第二种离子开始沉淀析出？（忽略溶液体积变化）sp(AgI)=8.5210-17所需Ag+的最低浓度分别为所需Ag+的最低浓度分别为)=1.7710-8 molL-l 8.5210-15molL-l先沉淀出来，AgCl后沉淀出来。溶液中的 c(Ag+)必须同时满足下列两个(AgCl)溶液中c(I-)=4.8110-9molL-l1.010-5 所以通过逐滴加入AgNO3溶液即可达到同浓度,Ksp小的先沉淀;(AgCl)(AgI)溶液中的c(I-)为(8.5210-170.01)/1.7710-10molL-l须计算开始沉淀所需沉淀剂的所需浓度小的先沉淀。沉淀的溶解和转化沉淀的溶解和转化沉淀的溶解1)生成弱电解质Q Ksp利用酸与难溶电解质的组分离子结合成可溶性弱电解质，如Mg(OH)2(s)Mg2+2OH-Mg(OH)2(s)Mg2+2OH-+2HCl 2Cl-+2H+2H2O+2NH4+2NH3H2利用酸与难溶电解质的组分离子结合成可溶性 2O 沉淀的溶解和转化沉淀的溶解和转化2)氧化还原法利用氧化还原反应可降低难溶电解质组分离子的浓利用氧化还原反应可降低难溶电解质组分离子的浓度，使Q Ksp，于是平衡向着沉淀溶解方向移动3CuS(s)3Cu2+3S2-+8H+2NO-8H+2NO3-3S+2NO+4H2O利用氧化还原反应可降低难溶电解质组分离子的浓利用氧化还原反应可降低难溶电解质组分离子的浓于是平衡向着沉淀溶解方向移动。O沉淀的溶解和转化沉淀的溶解和转化3)生成难解离的配离子若难溶电解质中解离出的简单离子能与某些试剂形成配离子，使简单离子的浓度降低Q Ksp，使沉淀溶解。AgCl(s)Ag+Cl-+2NH3H2O Ag(NH3)2+2H2O 若难溶电解质中解离出的简单离子能与某些试使简单离子的浓度降低，从而达到沉淀的溶解和转化沉淀的溶解和转化沉淀的转化借助于某一试剂，将一种难溶电解质向另一种难溶电解质转变的过程称为沉淀的转化电解质转变的过程，称为沉淀的转化。例如，有一种锅炉垢的主要成分是CaSO4。能力很小，阻碍传热，浪费能源，但CaSO4既难溶于水又难溶于酸，难以除去。若用NaCO3溶液处理，则可使疏松而可溶于酸的CaCO3沉淀，便于锅炉垢的清除一般说来，由一种难溶的电解质转化为更难溶质的过程很容易实现，而由一种很难溶的电解质转化为难溶的电解质则比较困难。CaSO4(s)+CO32-CaCO3(s)+SO疏松而可溶于酸的3沉淀，便于锅炉垢的清除将一种难溶电解质向另一种难溶锅炉垢的导热既难溶于水又难溶则可使CaSO4转化为便于锅炉垢的清除。更难溶的电解的电解质转化为不太(s)+SO42-便于锅炉垢的清除小结沉淀的分离沉淀的溶解和转化