沉淀平衡和沉淀滴定法.pptx
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1、9.1 难溶强电解质的沉淀溶解平衡难溶强电解质的沉淀溶解平衡9.2 影响沉淀平衡的因素影响沉淀平衡的因素 9.3 分级沉淀与沉淀的转化分级沉淀与沉淀的转化9.4 沉淀滴定法与重量分析法沉淀滴定法与重量分析法9.5 沉淀的形成沉淀的形成9.1 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡溶解度溶解度活度积、溶度积活度积、溶度积 溶解度与溶度积关系溶解度与溶度积关系溶度积规则溶度积规则条件溶度积条件溶度积一、溶解度一、溶解度在一定温度和压力下,固液达到平衡状态时,饱和溶液中在一定温度和压力下,固液达到平衡状态时,饱和溶液中离子的浓度离子的浓度,单位单位gL-1 或或 mol/L。在一定温
2、度下,达到溶解平衡时,一定量的溶剂中含有溶在一定温度下,达到溶解平衡时,一定量的溶剂中含有溶质的质量,通常以符号质的质量,通常以符号 s 表示。表示。() ()nmnmmnnmmnspABABKaaAB( )()()nmmnA B smAaqnBaq nmmnnmmnABABnmmnspABKaaK活度积常数一定温度下,难一定温度下,难溶电解质饱和溶溶电解质饱和溶液中离子浓度的液中离子浓度的系数次方之积系数次方之积二、二、 活度积、溶度积活度积、溶度积nmmnspABKaaK活度积常数)1(nBmAspspmnKKspKspnBmAKmnspK nmmnspKAB溶度积常数3 3、在一定温度下
3、,、在一定温度下, 的大小反映的大小反映难溶电解质的难溶电解质的 溶解能力。溶解能力。溶度积的意义溶度积的意义 1、 决定于难溶电解质的本性,决定于难溶电解质的本性,与温度有关与温度有关, 一定温度下,是常数。一定温度下,是常数。2 2、在一定温度下,、在一定温度下, 还与还与溶液中所有离子的浓溶液中所有离子的浓 度度有关;有关;spKspKspK三、溶解度与溶度积关系三、溶解度与溶度积关系mnB对于A型沉淀nmnmspnmKs1溶解度和溶度积的相互换算溶解度和溶度积的相互换算AmBn(s) m mAn+ + nBm- s ms nsnmmnmnmnm nSPKABmSnSmnS()()spK
4、四、溶度积规则四、溶度积规则(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmnmBnAinmCCQ反应商反应商Qi又称离子积:又称离子积:Qi与与 区别:区别: 表达式相同表达式相同 意义不同(意义不同( 表示饱和溶液表示饱和溶液, 平衡态;平衡态; Qi表示任意状态,其值不定表示任意状态,其值不定)spKspK根据根据Qi和和Ksp的大小关系,由化学反应等温式,的大小关系,由化学反应等温式,判断沉淀的生成或溶解判断沉淀的生成或溶解v 过饱和溶液,沉淀析出过饱和溶液,沉淀析出:ispQK :ispQK v 不饱和溶液,沉淀继续溶不饱和溶液,沉淀继续溶解解:ispQK :ispQK v 平衡,溶液恰好
5、饱和平衡,溶液恰好饱和:ispQK 沉淀的生成和溶解两个过程相互转化的沉淀的生成和溶解两个过程相互转化的条件条件: :离离子浓度的大小子浓度的大小沉淀溶解平衡的反应商判据,也称溶度积规则沉淀溶解平衡的反应商判据,也称溶度积规则( )()()MA sM aqA aqM(OH)2 ML2 H2A M(OH)n MLn HnAOH L H+M(OH) ML HA五、条件溶度积五、条件溶度积M=M+M(OH)+M(OH)2+ML+ML2+A=A+HA+H2A+ AMKSP增大副反应的发生使溶度积,spSPAMKK11( )()()MA sM aqA aq五、条件溶度积五、条件溶度积AAMMAMAMAM
6、AMspKSPMASMAK9.2 影响沉淀平衡的因素影响沉淀平衡的因素同离子效应同离子效应盐效应盐效应酸效应酸效应配位效应配位效应其他因素其他因素一、同离子效应一、同离子效应求 298K时, AgCl在 0.010 molL-1 NaCl溶液中的溶解度,并与其在水中的溶解度相比较。0.010s s Lmol浓度平衡1SolutionaqClaqAgsAgCl181056. 1Lmols解得 Question Question 01. 0)01. 0()(sssClAgAgClKsp而AgCl在水中的溶解度为:151025. 1)(LmolAgCls水spAMK,当存在大量强电解质时在难溶电解质
7、溶液中,加入易溶强电解质而使难在难溶电解质溶液中,加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。溶电解质的溶解度增大的作用。二、盐效应二、盐效应 AMKKAMspSP为定值一定时,spKTAgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25 ) )L(mol /10 溶解度AgCl )L /(mol )KNO(1513c 0.00 0.00100 0.00500 0.0100 1.278 1.325 1.385 1.427同离子效应为主,时,44242/04. 00PbSOSONaSONaSCLmolC盐效应为主,时,44242/04. 0PbSOSONaSONaSCLmolCPbSO4在不同浓度在不
8、同浓度Na2SO4溶液中的溶解度变化溶液中的溶解度变化c(mol/L)00.0010.010.020.040.100.20s(mmol/L) 0.150.0240.0160.0140.0130.0160.023C2O42-+2H+ H2C2O4三、酸效应三、酸效应224212()1C OHHH 249()25124 105.9 106.4 10SP CaC OaaKKK已知, Question Question solution221225251111116.4 105.9 106.4 10aaaHHKK KHH 2211HH42.06.1 10/pHSmol L54.07.2 10/pHSm
9、ol L224SPC OSK22422224SPSPC OKCaC OKS2242.26()210C OHpH时,;2240.26()410C OHpH时,; 在难溶化合物的溶解平衡中,加入能与构晶阳离子在难溶化合物的溶解平衡中,加入能与构晶阳离子生成可溶性配合物的配位剂,使平衡向沉淀溶解的方生成可溶性配合物的配位剂,使平衡向沉淀溶解的方向移动,以增大难溶物溶解度的作用。向移动,以增大难溶物溶解度的作用。 2HSHCdCl ) 4HCl(CdS(s)224 浓四、配位效应四、配位效应计算计算AgI 在在0.01mol/L的的NH3中的溶解度中的溶解度 Question Question 732
10、129.0 10()lg3.2 lg3.8SP AgIKAg NHKK(),的,AgIAgI323()()Ag NHAg NH32()()()SP AgISP AgIAg NHKKSSolution1323()132311.0 10Ag NHAgNHNHAg LmolKSNHAgSP/104 . 3100 . 1100 . 97317)(23Ag+ + Cl- = AgCl Cl-34232AgCl,AgCl,AgCllc(Cl-)大于大于 10-2.5 moldm-3时,配位效应为主,时,配位效应为主, c(Cl-)小于小于 10-2.5 moldm-3时,同离子效应为主;时,同离子效应为主
11、; 沉淀剂浓度为沉淀剂浓度为10-3 10-2 moldm-3时,沉淀的溶解度最小。时,沉淀的溶解度最小。五、其他影响因素五、其他影响因素 温度温度 沉淀颗粒沉淀颗粒 溶剂溶剂PbSO4水中水中S=45 mg dm-3 30%乙醇水溶液中乙醇水溶液中S=2.3 mg dm-3SrSO4 沉淀沉淀大颗粒大颗粒 S = 6.210-4 mol dm-3 0.05m S = 6.710-4 mol dm-3 增大增大8% 0.01m S = 9.310-4 mol dm-3 增大增大50%9.3 分级沉淀与沉淀的转化分级沉淀与沉淀的转化一一 分级沉淀分级沉淀Ag 先析出 AgI(s)IAg 3171
12、01103 . 8314dmol103 . 8mIdmol100 . 133mCldmol100 . 133m后析出 AgCl(s)IAgIspCK,例如,例如,同理ClAg 37dmol108 . 1mIAg ClAg 开始沉淀时:AgClI 717108 . 1103 . 8-310dmol106 . 4mClAgIspAgK,5-31.0 10 mol dm显然显然I-已沉淀完全沉淀完全因此,控制因此,控制Ag+的浓度可将的浓度可将Cl- 、 I-二者分离二者分离分级沉淀的次序:分级沉淀的次序:与与Ksp的大小的大小、沉淀的类型以及离子浓度有关、沉淀的类型以及离子浓度有关沉淀类型相同,沉
13、淀类型相同,被沉淀离子浓度相同被沉淀离子浓度相同,Ksp小者先沉淀小者先沉淀,沉淀类型不同沉淀类型不同,要通过计算确定要通过计算确定。例:例:某溶液中含某溶液中含Cl和和 CrO42- ,它们的浓度均为,它们的浓度均为 0.10moldm-3,通过计算说明,逐滴加入通过计算说明,逐滴加入AgNO3试剂,哪一试剂,哪一种沉淀先析出?当第二种沉淀析出时,第一种离子是否被种沉淀先析出?当第二种沉淀析出时,第一种离子是否被沉淀完全沉淀完全(忽略由于加入忽略由于加入AgNO3所引起的体积变化所引起的体积变化)?溶度积相差越大,分离得越好溶度积相差越大,分离得越好Ksp大者后沉淀;大者后沉淀;解:解:析出
14、析出AgCl(s)所需的最低所需的最低Ag+浓度浓度10. 0108 . 110)d(mol108 . 139mClAgClspcK,ClAg 24CrOAg析出析出Ag2CrO4(s)所需的最低所需的最低Ag+浓度浓度10. 0101 . 112)d(mol103 . 336m24CrOAgClAg 先析出AgCl24)(42CrOspcCrOAgK,CrOAg42开始析出时当610103 . 3108 . 135dmol105 . 5m51.0103dmol mCl24,CrOAgClspAgK显然显然Cl-沉淀不完全沉淀不完全,无法实现无法实现 Cl-, CrO42-的彼此分离。的彼此分
15、离。若实现二者的彼此分离,若实现二者的彼此分离, CrO42-的浓度最大为:的浓度最大为:ClAg 531.8 10 ()mol dm24CrO2,4ClAgCrOspAgK12521.1 10(1.8 10 )333.1 10 ()mol dm5100 . 1)(AgClKsp、沉淀的转化、沉淀的转化BaCO3 Ba2+ CO32K2CrO4 CrO42 2KBaCrO443222()4422233()sp CaSOsp CaCOKSOSOCaKCOCOCaK结论结论沉淀类型相同,沉淀类型相同,Ksp大者向大者向Ksp小者转化,二者小者转化,二者Ksp相差越大,相差越大,转化越完全。转化越完
16、全。对于不同类型的难溶物,沉淀转化的方向是由溶解度大的对于不同类型的难溶物,沉淀转化的方向是由溶解度大的向溶解度小的转化;反之,就比较困难。向溶解度小的转化;反之,就比较困难。(aq)SO(s)aCOC (aq)CO(s)CaSO2432344951043. 11096. 41010. 79.4 沉淀滴定法与重量分析法沉淀滴定法与重量分析法1. 沉淀滴定对滴定反应的要求:沉淀滴定对滴定反应的要求:一、沉淀滴定法概述一、沉淀滴定法概述* 反应迅速,反应完全程度高,不易形成过饱和溶液;反应迅速,反应完全程度高,不易形成过饱和溶液;* 有合适的方法指示终点;有合适的方法指示终点;* 沉淀组成恒定沉淀
17、组成恒定, 溶解度小溶解度小, 沉淀过程中不易发生共沉淀现象;沉淀过程中不易发生共沉淀现象;银银量量法法定义:以生成难溶性银盐反应为基础的沉淀滴定法定义:以生成难溶性银盐反应为基础的沉淀滴定法分分类类据确定终点据确定终点所用的指示剂所用的指示剂按创立者命名按创立者命名莫尔法(莫尔法(Mohr)K2CrO4伏哈德法(伏哈德法(Volhard)铁铵矾铁铵矾法扬司法(法扬司法(Fajns)吸附指示剂吸附指示剂2. 沉淀滴定方法:沉淀滴定方法: Ag+ + X- = AgX测定:测定:Cl-,Br-,I-,SCN-,Ag+3. 影响滴定突跃范围的因素:影响滴定突跃范围的因素:(1) 溶液浓度:浓度越大
18、,突跃范围越大溶液浓度:浓度越大,突跃范围越大 如如: AgNO3 滴定同浓度滴定同浓度NaCl pAg 1.000 mol/L 6.4 3.3 0.1000 mol/L 5.4 4.3(2) 难溶盐溶解度难溶盐溶解度: AgX溶解度溶解度(Ksp)越小越小,突跃越大突跃越大 AgX Ksp pAg pAg AgCl 1.810-10 5.4 - 4.3 1.1 AgBr 5.010-13 7.4 - 4.3 3.1 AgI 9.310-17 11.7 - 4.3 7.4 (1)原理:以原理:以K2CrO4为指示剂,用为指示剂,用AgNO3标准溶液直接滴定标准溶液直接滴定X 依据:依据:AgC
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