[理学]7沉淀溶解平衡和沉淀滴定.ppt

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1、2本章教学要求1. 1. 了解沉淀的溶解度和溶度积常数。了解沉淀的溶解度和溶度积常数。 2. 2. 掌握难溶化合物溶解度的计算。掌握难溶化合物溶解度的计算。 3. 3. 熟悉影响条件溶度积和沉淀溶解度的因素。熟悉影响条件溶度积和沉淀溶解度的因素。 4. 4. 熟悉几种重要的银量法的原理、特点和应用。熟悉几种重要的银量法的原理、特点和应用。3AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)溶解 结晶通式：通式：一、溶度积常数一、溶度积常数 mnnmA BsnAaqmBaqnmmnspKAB sp AgClKAgCl4溶度积与溶解度之间的关系溶度积与溶解度之间的关系! !1n mspnmKSn mnm

2、nSmS（）（）nmn mnmS mnnmA BsnAaqmBaqnmmnspKAB 5解：(1) AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡平衡(mol/L) S1 S121AgClspKS511.37 10/Smol L22-234222AgCrO(2)4spKSSS (2) Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)平衡平衡(mol/L) 2S2 S22410121.8 102.0 10spspAgClAg CrOKK已知：例例 试求试求AgCl和和Ag2CrO4的溶解度。的溶解度。527.9 10/Smol L6二、离子积和溶度积规则二、离子积和溶度

3、积规则spQK过饱和状态mnnmABQcc mnnmA BsnAaqmBaqspQK饱和状态spQK未饱和状态加入加入同一沉淀剂同一沉淀剂使溶液中使溶液中不同离子不同离子先后沉淀先后沉淀的过程。的过程。由由一种一种沉淀转化为沉淀转化为另一种另一种沉淀的过程。沉淀的过程。8解：计算计算AgCl、AgI开始沉淀所需要开始沉淀所需要Ag+的浓度：的浓度：1081.8 10AgCl1.8 100.010sp AgClAgClKcc：10171.8 109.3 10spspAgClAgIKK已知： 在含有在含有0.010mol/L Cl-、I-的混合溶液中滴的混合溶液中滴加加AgNO3 溶液，试判断溶液

4、，试判断AgCl、AgI的沉淀顺序。的沉淀顺序。17I15I9.3 10AgI9.3 100.010sp AgAgKcc：AgI 先沉淀先沉淀！spQK9解： 2434K CrOBaCOsBaCrOs 439105.1 101.2 10spsp BaCrOBaCOKK已知： 在在BaCO3粉末粉末(白色白色)中加入中加入K2CrO4溶液溶液(黄黄色色)，试解释搅拌过程中溶液由黄色变为无色，而，试解释搅拌过程中溶液由黄色变为无色，而沉淀由白色变为淡黄色的现象。沉淀由白色变为淡黄色的现象。43spsp BaCrOBaCOKK 223443BaCOsCrOaqBaCrOsCOaq10 解： AgCl

5、(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 平衡平衡(mol/L) S S+1例例 把足量的把足量的AgCl放入放入1L 1.0 mol/L的盐酸溶的盐酸溶液中，液中，AgCl的溶解度是多少？的溶解度是多少？101.8 10sp AgClK已知：AgCl(1)spKS SS101.8 10mol/LS11三、沉淀溶解平衡的移动三、沉淀溶解平衡的移动n在难溶电解质溶液中加入含有在难溶电解质溶液中加入含有相同离子相同离子（即构晶离子（即构晶离子) )的强电解的强电解质，使难溶物质，使难溶物溶解度降低溶解度降低的现象。的现象。n沉淀剂沉淀剂过量过量C构晶离子构晶离子沉淀沉淀S沉淀溶解损失沉淀溶解损失

6、 n沉淀剂用量沉淀剂用量一般一般：过量过量50%100%为宜为宜一般被沉淀离子浓度一般被沉淀离子浓度10-5mol/L，认为，认为沉淀完全沉淀完全。12n在难溶电解质溶液中加入在难溶电解质溶液中加入强电解质强电解质，使难溶物，使难溶物溶溶解度增大解度增大的现象。的现象。CNa2SO400.0010.010.020.040.100 0.200SPbSO4457.34.94.23.94.97.0PbSO4在在Na2SO4溶液中的溶解度溶液中的溶解度13n溶液酸度对沉淀溶解度的影响。溶液酸度对沉淀溶解度的影响。例例2+2-2424CaC O Ca+ C O2-+-2424C O +HHC O-+24

7、224HC O +HH C O140.1mol dm-3的的ZnCl2溶液中通入溶液中通入H2S气体至饱和气体至饱和时，控制酸度在什么范围能使时，控制酸度在什么范围能使ZnS生成生成?22221322.0 10S 2.0 10mol dmZn0.1spK12222H S H SaaK K127152221H S1.3 107.1 100.1H S 2.0 10aaK K22ZnS spQK=0.21mol dm-3H2S2H+S2-解解: : ZnSZn2+S2-2222715122.0 101.3 107.1 10spaaZnSH SH SKKK已知：15 向向1.010-3mol dm-3

8、的的K2CrO4溶液中滴加溶液中滴加AgNO3溶液溶液,求开始有求开始有Ag2CrO4沉淀生成时沉淀生成时Ag+=?CrO42-沉淀完全时沉淀完全时Ag+=?24122.0 10sp Ag CrOK已知：如果溶液中如果溶液中Fe3+和和Mg2+的浓度均为的浓度均为0.10mol L-1,使使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀的条件是什么不沉淀的条件是什么?3238114.0 101.8 10spspFe OHMg OHKK已知：16如果溶液中如果溶液中Zn2+和和Fe2+的浓度均为的浓度均为0.10mol L-1,能否利用通入能否利用通入H2S气体使气体使Zn2+和和Fe2+定量分

9、离？定量分离？Zn2+和和Fe2+分离完全的分离完全的PH值为多少值为多少? 使使0.01molSnS溶于溶于1L的盐酸中，求所需盐的盐酸中，求所需盐酸的最低浓度酸的最低浓度=?2225715121.0 101.3 107.1 10spaaSnSH SH SKKK已知：221822715126.0 102.0 101.3 107.1 10spspFeSZnSaaH SH SKKKK已知：17一、影响沉淀溶解度的因素一、影响沉淀溶解度的因素18温度的影响温度的影响温度影响大的温度影响大的晶形沉淀晶形沉淀 冷至室温再过滤洗涤冷至室温再过滤洗涤溶解度很小的溶解度很小的无定形沉淀无定形沉淀 趁热过滤洗

10、涤趁热过滤洗涤nT S 19n同一沉淀，同一沉淀，大晶粒大晶粒的溶解度的溶解度小于小于小晶粒小晶粒。n沉化沉化：将初生沉淀与母液一起放置一段时间。：将初生沉淀与母液一起放置一段时间。 沉淀颗粒度大小沉淀颗粒度大小溶剂极性溶剂极性n加入加入有机溶剂有机溶剂 S 大晶体大晶体小晶体小晶体转化转化20构晶离子构晶离子晶晶 核核沉淀颗粒沉淀颗粒成核作用成核作用长大过程长大过程晶形沉淀晶形沉淀无定型无定型沉沉 淀淀成长，定向排列成长，定向排列凝聚凝聚二、影响沉淀粒度的因素二、影响沉淀粒度的因素21沉淀类型沉淀类型：颗粒直径颗粒直径0.11m BaSO4：颗粒直径颗粒直径0.02m Fe2O32H2O：颗

11、粒直径界于两种沉淀之间颗粒直径界于两种沉淀之间 AgCl22nQ加沉淀剂瞬间加沉淀剂瞬间aq中构晶离子的浓度中构晶离子的浓度ns沉淀的溶解度沉淀的溶解度n(Q-s)过饱和度过饱和度n分散度分散度描述颗粒的大小；颗粒大，分散度小描述颗粒的大小；颗粒大，分散度小。-Q sKs分散度韦曼公式过饱和度过饱和度热热溶液溶液（s较大）、较大）、稀稀溶液溶液（Q较小）、较小）、加入沉淀剂加入沉淀剂充分充分搅拌搅拌（降低局部过饱和度）（降低局部过饱和度）有利于形成有利于形成分散度较小分散度较小（即（即颗粒较大）颗粒较大）的沉淀。的沉淀。23 n加入某种不能加入某种不能直接直接与待沉淀组分发生反应的试剂，与待沉

12、淀组分发生反应的试剂，通过该试剂的反应使沉淀从溶液中通过该试剂的反应使沉淀从溶液中缓慢而均匀析缓慢而均匀析出出的方法。的方法。 90 C22223CO(NH )H OCO2NH 水解24 H2SO4+BaCl2(过量过量) 洗涤沉淀洗涤沉淀适当提高溶液温度适当提高溶液温度 制备大颗粒沉淀或晶形沉淀制备大颗粒沉淀或晶形沉淀Ba2+Cl-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ca2+Ca2+Cl-Cl-K+Na+吸附层吸附层扩散层扩散层24SO24SO24SO24SO24SO24SO24SO24SO24SO24SO3NO三、影响沉淀纯度的因素三、影响沉淀纯度的因素共沉淀共沉淀25消除方法

13、消除方法：重结晶或陈化重结晶或陈化消除方法消除方法：将杂质事先分离除去将杂质事先分离除去加入配合剂或沉淀剂，以消除干扰离子加入配合剂或沉淀剂，以消除干扰离子BaSO4与与PbSO4，AgCl与与AgBr26n被测组分被测组分析出沉淀之后，一些本来难以析出析出沉淀之后，一些本来难以析出的杂质在该沉淀表面沉积的现象。的杂质在该沉淀表面沉积的现象。消除方法：消除方法：缩短沉化时间缩短沉化时间Cu2+ 、Zn2+通入通入H2S气体气体CuSCuS:ZnS放置一段时间放置一段时间后沉淀后沉淀27n沉淀滴定法沉淀滴定法：n以沉淀反应为基础的滴定分析方法以沉淀反应为基础的滴定分析方法n沉淀滴定法的条件沉淀滴

14、定法的条件：n沉淀的溶解度小，组成确定沉淀的溶解度小，组成确定n反应迅速、定量反应迅速、定量n沉淀的吸附现象不致影响准确度沉淀的吸附现象不致影响准确度n有适当的指示终点的方法有适当的指示终点的方法28一、银量法的原理及滴定分析曲线一、银量法的原理及滴定分析曲线n原理原理nAg+X-AgX(X-=Cl-、Br-、I-、SCN-)n滴定曲线滴定曲线29二、指示终点的方法二、指示终点的方法v莫尔法（莫尔法（Mohr法）法）铬酸钾指示剂法铬酸钾指示剂法vAgNO3为滴定剂，为滴定剂，K2CrO4为指示剂为指示剂，测，测Cl-、Br-。vAg+Cl-K sp=1.810-10vsp点：点：Ag+CrO4

15、2-K sp=2.010-1230v指示剂的用量指示剂的用量严格控制严格控制K2CrO4：510-3mol/Lv适宜适宜pH值值6.510.5！v选择性选择性较差较差！v注意注意防止沉淀吸附而导致终点提前防止沉淀吸附而导致终点提前 措施措施滴定时滴定时充分振摇充分振摇，解吸，解吸Cl- 和和 Br-适用范围：适用范围： 可直接测定可直接测定Cl-、Br-CrO42-+Ag+Cr2O72-AgOH Ag2O Ag(NH3)2+H+OH-NH331v佛尔哈德法佛尔哈德法(Volhard法法)铁铵钒指示剂法铁铵钒指示剂法原理原理v直接滴定法直接滴定法测定测定Ag+121.0 10spAspAgSCN

16、KgSCN（白色）前：23sp FeSCFNNeSC：（淡红色）Ag+(HNO3)AgSCN FeSCN2+4422()12NH Fe SOH O为指示剂NH4SCN标准溶液滴定标准溶液滴定微过量微过量NH4SCN32v返滴定法返滴定法测定测定X-Cl-(HNO3)AgCl +Ag+(过量过量)FeSCN2+微过量微过量NH4SCN4422()12NH Fe SOH O为指示剂NH4SCN标准溶液回滴标准溶液回滴一定量过量一定量过量AgNO3溶液溶液煮沸煮沸AgSCN 10(1.8 10spAgClspAgClK前：定过量（白色）12(1.0 10spAgSCACNNgSK（白色）剩余）在被测

17、组分的溶液中加入在被测组分的溶液中加入一定量一定量过量的滴定剂，待反应完过量的滴定剂，待反应完全之后再用全之后再用另一种标准溶液另一种标准溶液滴定剩余的滴定剂的方法。滴定剩余的滴定剂的方法。33v指示剂指示剂：cFe3+0.015mol/Lv酸度酸度：cH+：0.11mol/L(稀稀HNO3溶液溶液)v测定测定Cl-时，在时，在返滴定前返滴定前需加入需加入二氯乙烷、二氯乙烷、硝基苯硝基苯等有机溶剂！等有机溶剂！vSAgSCNSAgClvAgCl+SCN-=AgSCN +Cl-佛尔哈德法优势是酸性溶液下滴定，选择性好！佛尔哈德法优势是酸性溶液下滴定，选择性好！34v法扬司法法扬司法吸附指示剂法吸

18、附指示剂法sp前：前：AgCl+Cl-+FIn-=AgCl:Cl-+FIn-呈呈黄绿色黄绿色sp时：时：AgCl+Ag+FIn-=AgCl:Ag+:FIn-v吸附指示剂吸附指示剂变色机理变色机理：指示剂阴离子指示剂阴离子被带电沉被带电沉淀胶粒淀胶粒吸附吸附，导致颜色变化，从而指示滴定终点。导致颜色变化，从而指示滴定终点。AgNO3滴定滴定Cl-，用荧光黄指示剂用荧光黄指示剂HFInH+FIn-35滴定条件及注意事项滴定条件及注意事项n防止沉淀凝聚：防止沉淀凝聚：加加糊精糊精、淀粉、淀粉n控制溶液酸度控制溶液酸度：pHpK a 荧光黄荧光黄pK a 7.0选选pH 710 曙红曙红pK a 2.

19、0 选选pH 2 nAgX胶体对指示剂的吸附能力胶体对指示剂的吸附能力对被测离子的吸附能力对被测离子的吸附能力n 吸附顺序吸附顺序：I-SCN-Br-曙红曙红Cl-荧光黄荧光黄 测测Cl-荧光黄荧光黄 测测Br-曙红曙红适用范围：适用范围： 可可直接测定直接测定Cl-，Br-，I-，SCN-36 向向1.010-3mol dm-3的的K2CrO4溶液中滴加溶液中滴加AgNO3溶液溶液,求开始有求开始有Ag2CrO4沉淀生成时沉淀生成时Ag+=?CrO42-沉淀完全时沉淀完全时Ag+=?12432542.0 10Ag 4.5 10 mol dmCrO1.0 10spK12532342.0 10A

20、g 4.5 10 mol dmCrO1.0 10spKCrO42-沉淀完全时的浓度为沉淀完全时的浓度为1.010-5mol dm-3解解: Ag2CrO42Ag+CrO42-K sp=Ag+2CrO42-24122.0 10sp Ag CrOK已知：37如果溶液中如果溶液中Fe3+和和Mg2+的浓度均为的浓度均为0.10mol L-1,使使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀的条件是什么不沉淀的条件是什么? 解解: : Fe(OH)3Fe3+3OH-K sp=Fe3+OH-3=4.010-38Fe3+沉淀完全时的沉淀完全时的pH:OH-=(K sp/Fe3+)1/3=(4.010-3

21、8 /10-5)1/3=1.5910-11mol L-1pH=3.23238114.0 101.8 10spspFe OHMg OHKK已知：38Mg开始沉淀的开始沉淀的PH值值为为:11-21.8 10OH Mg0.1spK =1.3410-5mol L-1pH=9.1因此因此,只要控制只要控制pH值在值在3.29.1之间即可使之间即可使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀。不沉淀。如果溶液中如果溶液中Fe3+和和Mg2+的浓度均为的浓度均为0.10mol L-1,使使Fe3+定量沉淀而使定量沉淀而使Mg2+不沉淀的条件是什么不沉淀的条件是什么? 3238114.0 101.8 1

22、0spspFe OHMg OHKK已知：Mg(OH)2Mg2+2OH-K sp=Mg2+OH-2=1.810-1139 使使0.01molSnS溶于溶于1L的盐酸中，求所的盐酸中，求所需盐酸的最低浓度需盐酸的最低浓度=?25223321.0 10S 1.0 10mol dmSn0.01spK22122H S H SaaK K715122223H S1.3 107.1 100.01H S 1.0 10aaK K =0.96mol L-1,故所需盐酸的起始浓度为故所需盐酸的起始浓度为:0.96+0.02=0.98mol L-10.01molSnS溶解将产生溶解将产生0.01mol的的H2SH2S2

23、H+S2-解解: : SnSSn2+S2-K sp=Sn2+S2-2225715121.0 101.3 107.1 10spaaSnSH SH SKKK已知：40如果溶液中如果溶液中Zn2+和和Fe2+的浓度均为的浓度均为0.10mol L-1,能否利用通入能否利用通入H2S气体使气体使Zn2+和和Fe2+定量分离？定量分离？Zn2+和和Fe2+分离完全的分离完全的pH值为多少值为多少? 22121222()4.62aasp ZnSK KHSKZnH SSK解：解： Zn2+H2SZnS+2H+-1221822715126.0 102.0 101.3 107.1 10spspaaFeSZnSH SH SKKKK已知：Zn2+沉淀完全时的沉淀完全时的pH值值为为：212H Zn H SK534.62 100.12.15 10/mol L pH=2.67431.54 100.1 0.11.24 10/mol L因此，控制因此，控制pH值在值在2.67-2.91之间即可将之间即可将Zn2+和和Fe2+分离完全。分离完全。Fe2+开始沉淀时的开始沉淀时的pH值值为为：222H Fe H SK224122222()1.54 10aasp FeSK KHSKFeH SSKFe2+H2SFeS+2H+-2pH=2.91