沉淀溶解平衡 (2)精选课件.ppt

下页上页退出首页关于沉淀溶解平衡(2)第一页，本课件共有27页下页上页退出首页第二页，本课件共有27页下页上页退出首页9.1 Solubility Product dissolve AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)deposit 未溶固体未溶固体 v溶溶 v沉沉 溶液中的离子溶液中的离子一、溶度积常数（一、溶度积常数（solubility product constant，Ksp）AaBb(s)aAb+(aq)+bBa-(aq)K spAb+a Ba-b 在一定温度下，难溶电解质饱和溶液中，离子浓度的系数次在一定温度下，难溶电解质饱和溶液中，离子浓度的系数次方的积为一常数。方的积为一常数。第三页，本课件共有27页下页上页退出首页积第四页，本课件共有27页下页上页退出首页二、溶度积与溶解度的关系二、溶度积与溶解度的关系 AaBb(s)a Ab+(aq)bBa-(aq)平衡平衡 c饱和饱和S aS bS SAb+aS Ba-bSK sp(aS)a(bS)b aabbS(a+b)第五页，本课件共有27页下页上页退出首页1、AB型化合物型化合物 AB(s)A(aq)B-(aq)at equilibrium A BS 4、A3B2型化合物型化合物 a3 b2 ab5 at equilibrium K sp(3S)3(2S)2108S52、AB2(A2B)型化合物型化合物 a1 b2 ab3 at equilibrium K sp4S33、AB3型化合物型化合物 a1 b3 ab4 at equilibrium K sp27S 4K sp aabbS(a+b)AaBb(s)a Ab+(aq)bBa(aq)第六页，本课件共有27页下页上页退出首页例例1 比较比较CaSO4和和BaSO4的溶解度的溶解度例例3在在Cl=0.1 mol dm-3中中AgCl的溶解度的溶解度1、同类型电解质，Ksp大则S大；2、不同类型，不能直接比较，以S为准；3、Ksp与溶液的浓度无关，S 与溶液中的浓度有关。例例2比较比较Ag2CrO4和和AgCl的溶解度的溶解度Ksp(AgCl)=Ag+Cl-=x(0.1+x)S(AgCl)=x=Ksp(AgCl)/0.1=1.5610-9 moldm-3AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)起始 0 0.1平衡 x 0.1+x0.1同离子效应第七页，本课件共有27页下页上页退出首页1、Qi K sp 溶溶液液未未饱饱和和，无无沉沉淀淀析析出出；如如果果溶溶液液中中有有足足量量的固体存在，沉淀将溶解，直至饱和为止；的固体存在，沉淀将溶解，直至饱和为止；2、Qi K sp 溶液饱和，达到动态平衡溶液饱和，达到动态平衡3、Qi K sp 溶液过饱和，有沉淀析出，直至饱和为止。溶液过饱和，有沉淀析出，直至饱和为止。1、实验测定：饱和溶液离子浓度 Ksp 2、通过反应的rG计算 rG 2.303RT lg Ksp rG=vi(fG)如 Fe(OH)3 Qi=cFe3+c3OH 三、溶度积的确定三、溶度积的确定(Determine of solubility product):四、溶度积规则（四、溶度积规则（Regulation of solubility product）:离子积(反应商)第八页，本课件共有27页下页上页退出首页9.2 沉淀的生成（沉淀的生成（Formation of Precipitation）解：解：溶液等体积混合后，各物质的浓度比反应前均减小一半，则溶液等体积混合后，各物质的浓度比反应前均减小一半，则 饱和饱和CO2水溶液中水溶液中 CO32Ka25.611011 moldm-3例例根据溶度积判断在下列条件下能否有沉淀生成：根据溶度积判断在下列条件下能否有沉淀生成：将将10mL 0.020 mol/L CaCl2溶液与等体积同浓度的溶液与等体积同浓度的Na2C2O4溶液混合溶液混合 在在1.0 mol/L CaCl2溶液中通入溶液中通入CO2气体至饱和。气体至饱和。Ksp(CaC2O4)2.34109 CaC2O4(s)Ca2(aq)C2O42(aq)起始浓度起始浓度/(modm-3)0.010 0.010Q(Ca2)(C2O42)0.0100.0101.0104Q Ksp(CaC2O4)2.34109 因此，溶液中有因此，溶液中有CaC2O4沉淀析出。沉淀析出。CaCO3(s)Ca2(aq)CO32(aq)起始浓度起始浓度/(moldm-3)1.0 5.6110-11Q(Ca2)(CO32)1.05.6110-115.6110-11Q Ksp(CaCO3)4.96109 因此，因此，CaCO3沉淀不会析出。沉淀不会析出。第九页，本课件共有27页下页上页退出首页 AgNO3溶液中溶液中解：解：在在Ag2CrO4的饱和水溶液中，存在下列平衡的饱和水溶液中，存在下列平衡 Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO42(aq)KspCrO42Ag21.121012例例分分别别计计算算Ag2CrO4在在纯纯水水，0.10 moldm-3 AgNO3溶溶液液或或0.10 moldm-3Na2CrO4溶液中的溶解度（溶液中的溶解度（S）SAg/2CrO42 6.5105 moldm-3 Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO42(aq)0.1平衡平衡/(moldm-3)2S+0.100.10 SAg2CrO4的的溶溶解解度度也也比比在在纯纯水水中中降降低近低近50万倍。万倍。第十页，本课件共有27页下页上页退出首页 在在Na2CrO4溶液中溶液中，Ag2CrO4(s)2Ag(aq)CrO42(aq)起始浓度起始浓度/(moldm-3)0 0.10平衡浓度平衡浓度/(moldm-3)2S S+0.100.10Ag2CrO4的溶解度比在纯水中降低近的溶解度比在纯水中降低近38倍。倍。(2S)2 0.1 =Ksp第十一页，本课件共有27页下页上页退出首页例例 若若往往10 mL 0.020 mol/L的的BaCl2溶溶液液中中加加入入:(1)10 mL 0.020 mol/L的的NaSO4溶溶液液,(2)10 mL 0.040 mol/L的的NaSO4溶溶液液。溶溶液液中中的的Ba2+是否沉淀完全？是否沉淀完全？浓度浓度/(moldm-3)0.010 0.010 平衡平衡 S S Q0.0100.0101.010-4 Ksp 有有BaSO4沉淀析出沉淀析出解解 BaSO4(s)Ba2+(aq)SO42(aq)Ksp1.71010 平衡平衡 S S+0.0100.010 第十二页，本课件共有27页下页上页退出首页盐效应盐效应（异离子效应）（异离子效应）在在难难溶溶电电解解质质的的饱饱和和溶溶液液中中加加入入不不相相同同离离子子的的强强电电解解质质，将将使使难难电电解解质质 的溶解度增大的现象。的溶解度增大的现象。同离子效应同离子效应：因加入有相同离子的强电解质而使难溶电解质溶解度降低的效应。因加入有相同离子的强电解质而使难溶电解质溶解度降低的效应。因因分分析析天天平平只只能能称称准准到到104g，所所以以在在定定量量分分析析中中，只只要要溶溶液液中中 剩剩余余的的离离子子浓度浓度1106 moldm-3，就可认为沉淀已经就可认为沉淀已经“完全完全”了。了。(1)同离子效应对难溶电解质的溶解度的影响远大于盐效应；同离子效应对难溶电解质的溶解度的影响远大于盐效应；盐效应：盐效应：某种程度地使产物浓度某种程度地使产物浓度，故平衡向右移动，略，故平衡向右移动，略 同离子效应：使产物浓度大幅度同离子效应：使产物浓度大幅度，故平衡向左移动，大幅度，故平衡向左移动，大幅度(2)当当外外加加电电解解质质浓浓度度较较大大，电电荷荷较较高高及及Ksp较较大大时时，须须考考虑虑盐盐效效应应；当当溶溶液液中各离子浓度不大或中各离子浓度不大或Ksp较小时，不考虑盐效应。较小时，不考虑盐效应。(3)沉淀剂适当过量（沉淀剂适当过量（2025），使沉淀完全），使沉淀完全(离子离子1106 moldm-3)(4)选择适当洗涤剂，使损耗减小选择适当洗涤剂，使损耗减小(5)有些同离子可能与沉淀生成配离子。有些同离子可能与沉淀生成配离子。如如 AgCl(s)+Cl AgCl2第十三页，本课件共有27页下页上页退出首页9.3 沉淀的溶解（沉淀的溶解（Dissolution of Precipitation）一、沉淀的溶解（一、沉淀的溶解（Dissolution of Precipitation）制制造造条条件件使使Qi K sp,可可使使沉沉淀淀析析出出,那那么么相相应应减减小小难难溶溶盐盐饱饱和和溶溶液液中中某某一一离离子子的浓度的浓度,使使Qi K sp,沉淀就会溶解沉淀就会溶解,减小离子浓度的办法有减小离子浓度的办法有:3、生成配合物、生成配合物 AgCl(s)+2NH3 =Ag(NH3)2+Cl 总反应常数总反应常数 K K 稳稳K sp2、氧化还原反应、氧化还原反应 3CuS+8HNO3 =3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O1、生成弱电解质、生成弱电解质(H2O或气体或气体)沉淀物沉淀物 酸酸 H2O（或或NH3H2O）气体气体如：如：CaCO3(s)2H3O(aq)Ca2(aq)CO2(g)3H2O(l)Mg(OH)2(s)2H3O(aq)Mg2(aq)4H2O(l)第十四页，本课件共有27页下页上页退出首页二、酸溶沉淀二、酸溶沉淀 例例如如MnS和和CuS的的Ksp分分别别为为4.651014和和1.271036，前前者者可可溶于盐酸而后者不溶。因为溶于盐酸而后者不溶。因为(1)MnS Mn2S2 Ksp4.651014 (2)S2H3O HSH2O 1/Ka21/(1.11012)(3)HSH3O H2SH2O 1/Ka11/(9.1108)总总 MnS2H3O Mn2H2S2H2O 同理同理 CuS2H3O Cu2H2S2H2O 第十五页，本课件共有27页下页上页退出首页溶解溶解0.010 mol MnS所需所需1.0 dm 3 HAc的浓度为的浓度为 cHAc0.0200.0170.037 moldm-3解：解：MnS(s)2HAc Mn2 H2S 2Ac x 0.010 0.010 0.020例例9.5 欲溶解欲溶解0.010 mol MnS，需要需要1.0 dm3多大浓度的多大浓度的HAc？MnS(s)Mn2S2 Ksp(MnS)4.651014 HAc HAc KHAc1.76105 H2S H HS Ka19.1108 HS H S2 Ka21.11012xHAc0.017 moldm-3由由2可得总反应式，因此有可得总反应式，因此有第十六页，本课件共有27页下页上页退出首页9.4 沉淀的转化（沉淀的转化（Transformation of Precipitation）把一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程叫把一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程叫沉淀的转化沉淀的转化。由于第二步沉淀使由于第二步沉淀使Pb2变得非常小，打破了第一个平衡，变得非常小，打破了第一个平衡，例例 PbCrO4(s，黄黄)S2-(aq)PbCrO4(s)Pb2(aq)CrO42-(aq)KspPb2CrO42-1.7710-14 (NH4)2S(aq)S2(aq)2NH4(aq)PbS(s，black)KspS2-Pb29.0410-29使使Qsp(PbCrO4)Ksp(PbCrO4)，因而固体因而固体PbCrO4不断溶解，不断溶解，PbS不断生成。不断生成。PbCrO4(s，黄黄)PbS(s)沉淀的转化沉淀的转化=-所以所以,的平衡常数的平衡常数 K Ksp(PbCrO4)/Ksp(PbS)=1.961014 PbS(s，黑黑)CrO42-第十七页，本课件共有27页下页上页退出首页 解：解：BaSO4(s)CO32(aq)BaCO3(s)SO42(aq)平衡浓度平衡浓度/(moldm-3)1.6x x例例 有0.2 mmol的BaSO4沉淀，每次用1.0 cm3 饱和NaCO3溶液(浓度为1.6 moldm-3)处理。若使 BaSO4沉淀全部转化到溶液中，需要反复处理几次？第十八页，本课件共有27页下页上页退出首页BaSO4(s)Ba2+SO42(aq)BaSO4(s)CO32(aq)BaCO3(s)SO42(aq)BaCO3(s)Ba2+CO32(aq)第十九页，本课件共有27页下页上页退出首页 x0.064 moldm-3 解：解：BaSO4(s)CO32-(aq)BaCO3(s)SO42-(aq)平衡浓度平衡浓度/(moldm-3)1.6x x例例 有0.2 mmol的BaSO4沉淀，每次用1.0 cm3 饱和NaCO3溶液(浓度为1.6 moldm-3)处理。若使 BaSO4沉淀全部转化到溶液中，需要反复处理几次？至少需要的次数为：至少需要的次数为：0.2/0.064 3次次每次溶解的每次溶解的BaSO4(s)的量为的量为:0.064 moldm-31.0 cm3=0.064 mmol第二十页，本课件共有27页下页上页退出首页9.5 分步沉淀（分步沉淀（Fractional Precipitation）在一定条件下，使一种离子先沉淀，而其它离子在另一条件下在一定条件下，使一种离子先沉淀，而其它离子在另一条件下沉淀的现象叫作沉淀的现象叫作分步沉淀分步沉淀或称选择性沉淀。或称选择性沉淀。相反的过程可称为分步溶解或选择性溶解。相反的过程可称为分步溶解或选择性溶解。例例 向向Cl-和和I-浓度均为浓度均为0.010moldm-3的溶液中，逐滴加入的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，溶液，哪一种离子先沉淀？第一种离子沉淀到什么程度，第二种离子才开始哪一种离子先沉淀？第一种离子沉淀到什么程度，第二种离子才开始沉淀？沉淀？Ksp(AgCl)=1.7710-10 Ksp(AgI)=8.5210-17解：解：AgCl和和AgI开始沉淀所需的开始沉淀所需的Ag+分别为：分别为：I先沉淀第二十一页，本课件共有27页下页上页退出首页当当Cl-刚开始沉淀时，溶液对刚开始沉淀时，溶液对AgI来说已达到饱和，这时来说已达到饱和，这时Ag+同时满足这同时满足这两个沉淀溶解平衡，故有：两个沉淀溶解平衡，故有：当当Cl-开始沉淀时，开始沉淀时，I-早已沉淀完全了（早已沉淀完全了（I-10-6 moldm-3）。）。对于同类型的沉淀来说，对于同类型的沉淀来说，Ksp小的先沉淀，溶度积差别越大，后小的先沉淀，溶度积差别越大，后沉淀离子的浓度越小，分离的效果就越好。沉淀离子的浓度越小，分离的效果就越好。0.010第二十二页，本课件共有27页下页上页退出首页例(1)在0.1mol/L的FeCl2中通入H2S,欲使Fe2+不生成FeS,溶液的pH最高为多少？(2)某溶液中含有FeCl2和CuCl2,两者的浓度均为0.10mol/L,通入H2S是否会生成FeS沉淀？(已知在100kPa,室温时,H2S饱和溶液的浓度为0.10 mol/L)第二十三页，本课件共有27页下页上页退出首页例(1)在0.1mol/L的FeCl2中通入H2S,欲使Fe2+不生成FeS,溶液的pH最高为多少？（2）某溶液中含有FeCl2和CuCl2,两者的浓度均为0.1mol/L,通入H2S是否会生成FeS沉淀？(已知在100kPa,室温时,H2S饱和溶液的浓度为0.1 mol/L)第二十四页，本课件共有27页下页上页退出首页9.1 溶度积 沉淀溶解平衡 溶度积 溶解度9.2 沉淀的生成 溶度积规则(Ksp)：Qsp与 Ksp 同离子效应和盐效应9.3 沉淀的溶解 沉淀溶解的几种方式 酸溶沉淀9.3 沉淀的转化9.4 分步沉淀本本 章章 小小 结结注意多重平衡注意多重平衡第二十五页，本课件共有27页下页上页退出首页本 章 作 业9.59.79.109.119.129.159.16 第二十六页，本课件共有27页下页上页退出首页感感谢谢大大家家观观看看第二十七页，本课件共有27页