沉淀溶解平衡与沉淀条件的选择课件.ppt
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1、 纯水可不考虑离子强度引起活度系数的减小。纯水可不考虑离子强度引起活度系数的减小。溶解度的大小是选择适宜沉淀剂的重要依据。溶解度的大小是选择适宜沉淀剂的重要依据。对于其它类型对于其它类型MmAn的沉淀:的沉淀:nmnmspnmKs 【例例】纯水中纯水中BaSO4的溶解度为:的溶解度为: S=Ba2+=SO42-=Ksp1/2=1.010-5(molL-1)加过量加过量H2SO4,使沉淀后溶液,使沉淀后溶液SO42-=0.010 mol/L,则溶解度为:,则溶解度为: S=Ba2+=Ksp/SO42-=1.110-8(molL-1)沉淀溶解度降低沉淀溶解度降低1000倍。倍。Q 若溶液存在非共同
2、离子的其他盐类,盐效应的若溶液存在非共同离子的其他盐类,盐效应的影响必定更为显著。影响必定更为显著。酸效应酸效应水解效应水解效应【例例】计算计算CuS在纯水中的溶解度。(在纯水中的溶解度。(1)不考虑)不考虑S2-的水解。(的水解。(2)考虑)考虑S2-的水解。的水解。解解:(1)设不考虑设不考虑S2-的水解时的水解时CuS的溶解度为的溶解度为S1lS1=Cu2+=S2-=Ksp1/2=2.410-18(molL-1) 1温度的影响:温度的影响:溶解反应一般是吸热反应,因此,溶解反应一般是吸热反应,因此,沉淀溶解度一般随着温度的升高而增大。沉淀溶解度一般随着温度的升高而增大。 2溶剂的影响:溶
3、剂的影响:无机物沉淀多为离子型晶体,在无机物沉淀多为离子型晶体,在极性较强的水中溶解度大,在有机溶剂中的溶解极性较强的水中溶解度大,在有机溶剂中的溶解度小。有机物沉淀则相反。度小。有机物沉淀则相反。成核作用成核作用均相成核均相成核异相成核异相成核长大长大凝聚凝聚定向排列定向排列构晶离子构晶离子晶核晶核沉淀颗粒沉淀颗粒无定形沉淀无定形沉淀晶形沉淀晶形沉淀晶形沉淀:晶形沉淀:直径0.11um;特点:离子有规则排列,离子有规则排列,结构紧密,易沉降。结构紧密,易沉降。无定形沉淀:直径无定形沉淀:直径0.02m以下;特点:以下;特点:离子排列离子排列杂乱无章,结构疏松,体积庞大,难沉降。杂乱无章,结构
4、疏松,体积庞大,难沉降。凝乳状沉淀:直径凝乳状沉淀:直径0.02-0.1m;特点:;特点:性质介于上性质介于上述两者之间。述两者之间。l 形成沉淀的初速率形成沉淀的初速率VK(C-S)/S 式中式中C为加入沉淀剂时溶质的瞬间总浓度,为加入沉淀剂时溶质的瞬间总浓度,S为为沉淀的溶解度,沉淀的溶解度,C-S为沉淀开始时的过饱和程度。为沉淀开始时的过饱和程度。(C-S)/S为相对过饱和度,此数值越大,生成晶核为相对过饱和度,此数值越大,生成晶核的数目就越多的数目就越多。K为常数,它与沉淀的性质、介质、为常数,它与沉淀的性质、介质、温度等因素有关。温度等因素有关。 (一一)共沉淀现象共沉淀现象:进行沉
5、淀反应时,某些可溶性杂:进行沉淀反应时,某些可溶性杂质同时沉淀。质同时沉淀。原因:表面吸附、吸留和生成混晶所造成。原因:表面吸附、吸留和生成混晶所造成。1、表面吸附、表面吸附:沉淀的表面吸附了杂质。原因:晶沉淀的表面吸附了杂质。原因:晶体表面离子电荷不完全等衡引起。如在体表面离子电荷不完全等衡引起。如在BaSO4晶体晶体的表面会吸附的表面会吸附Fe3+。沉淀析出时,总有一些可溶性物质随之一起沉淀沉淀析出时,总有一些可溶性物质随之一起沉淀下来,影响沉淀的纯度。下来,影响沉淀的纯度。一、影响沉淀纯度的因素一、影响沉淀纯度的因素(1)第一吸附层吸附选择性:构晶离子首先被吸附。第一吸附层吸附选择性:构
6、晶离子首先被吸附。其次,是与构晶离子大小相近,电荷相同的离子其次,是与构晶离子大小相近,电荷相同的离子容易被吸附。容易被吸附。(2)第二吸附层吸附选择性:吸附离子第二吸附层吸附选择性:吸附离子;。(3) 颗粒越小比表面积越大,吸附力越强。颗粒越小比表面积越大,吸附力越强。【例例】沉淀沉淀BaSO4,溶液含,溶液含NO3-、Cl-、Na+和和H+:稀硫酸量不足时,稀硫酸量不足时,BaSO4先吸附先吸附Ba2+带正电,再带正电,再吸附吸附NO3-,因为,因为Ba(NO3)2的溶解度小于的溶解度小于BaCl2。稀稀H2SO4过量时,过量时,BaSO4先吸附先吸附SO42-而带负电,而带负电,再吸附再
7、吸附Na+,因为,因为Na2SO4溶解度比溶解度比H2SO4小。小。吸附杂质量多少,与下列因素有关:吸附杂质量多少,与下列因素有关: (1)沉淀总表面积愈大,吸附杂质的量愈多。沉淀总表面积愈大,吸附杂质的量愈多。 (2)杂质离子浓度愈大,被吸附的量愈多。杂质离子浓度愈大,被吸附的量愈多。 (3)吸附是放热过程,温度愈高,吸附杂质量愈少。吸附是放热过程,温度愈高,吸附杂质量愈少。减小表面吸附的方法:减小表面吸附的方法:(1)适当提高溶液温度 (2)洗涤沉淀,这是减少表面吸附的有效方法。2吸留与包夹吸留与包夹:沉淀过程,若沉淀剂浓度较大、沉淀过程,若沉淀剂浓度较大、加入速度较快时沉淀迅速长大,先吸
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