难溶电解质的形成与溶解精选文档.ppt

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1、难溶电解质的形成与溶解本讲稿第一页，共四十一页难溶电解质难溶电解质(微溶电解质微溶电解质):溶解度小于溶解度小于0.1g/100g难溶强电解质难溶强电解质:已经溶解全部解离成离子已经溶解全部解离成离子（一）溶度积常数（一）溶度积常数(solubility product，KSP)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp=Ag+Cl-Ksp溶度积常数溶度积常数（简称（简称溶度积溶度积）dissolution precipitation 一、沉淀溶解平衡与溶度积一、沉淀溶解平衡与溶度积多相平衡多相平衡 本讲稿第二页，共四十一页 通常把只含有一个相的系统称为通常把只含有一个相的系统称为均相

2、系均相系统统；含两个或两个以上相的系统称为；含两个或两个以上相的系统称为多相多相系统系统。系统中物理性质和化学性质完全相同的系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为均匀部分称为相相，相与相之间存在明显的界，相与相之间存在明显的界面。面。相、均相、多相本讲稿第三页，共四十一页定义定义:在一定温度下，难溶电解质在一定温度下，难溶电解质饱和饱和溶液中溶液中离子浓度离子浓度幂幂之乘积为一常数。之乘积为一常数。说明：说明：饱和溶液饱和溶液离子的离子的浓浓度度单单位是位是molL-1。AmBn(s)mAn+(aq)+n Bm-(aq)Ksp(AmBn)An+mBm-n n 通式通式:Ksp 溶度积常

3、数溶度积常数 本讲稿第四页，共四十一页 在一定的温度和压力下，某物质在一定量的溶在一定的温度和压力下，某物质在一定量的溶剂中剂中沉淀与溶解达到平衡沉淀与溶解达到平衡时所溶解的最大量。时所溶解的最大量。饱和溶液饱和溶液溶解度溶解度Solubility本讲稿第五页，共四十一页 溶度积溶度积溶解度溶解度沉淀平衡，饱和溶液沉淀平衡，饱和溶液 沉淀平衡，饱和溶液沉淀平衡，饱和溶液离子浓度幂之积离子浓度幂之积 分子浓度分子浓度平衡常数，平衡常数，饱和溶液的浓度，饱和溶液的浓度，只与温度有关只与温度有关 受平衡移动的影响受平衡移动的影响 一定条件下可以相互换算一定条件下可以相互换算 （二）（二）溶度积和溶解

4、度的关系溶度积和溶解度的关系本讲稿第六页，共四十一页溶度积和溶解度的换算溶度积和溶解度的换算 AmBn(s)mAn+(aq)+n Bm-(aq)平衡平衡时时(molL-1)S mS nSKspAn+mBm-n(mS)m(nS)n 本讲稿第七页，共四十一页公式说明：公式说明：适用适用无副反应无副反应的的难溶强难溶强电解质电解质 S S单位：单位：molLmolL-1-1 换算公式仅适用于单一难溶强电解质在换算公式仅适用于单一难溶强电解质在纯水中的情况纯水中的情况 同种类型电解质，同种类型电解质，K Kspsp越大，越大，S S越大；越大；不同种类型需由不同种类型需由K Kspsp计算比较计算比较

5、S S大小大小本讲稿第八页，共四十一页类型类型电解质电解质KspSABAgCl1.7710-101.3310-5A2BAg2CrO41.1210-126.5410-5AB2Mg(OH)25.6110-121.1210-4如：如：本讲稿第九页，共四十一页思考题：思考题：PbIPbI2 2和和PbSOPbSO4 4的的K Ksp sp 值值非非常常接接近近，两两者者饱饱和和溶溶液液中中的的PbPb2+2+是是否否也也非非常常接接近近，通过计算说明。通过计算说明。K Kspsp(PbI(PbI2 2)=9.8)=9.8 1010-9-9 K Ksp sp(PbSO(PbSO4 4)=2.53)=2.

6、53 1010-8-8 本讲稿第十页，共四十一页二、影响难溶电解质溶解度的因素二、影响难溶电解质溶解度的因素 温度的影响（对温度的影响（对Ksp）不详细讨论）不详细讨论 同离子效应：使溶解度大大降低同离子效应：使溶解度大大降低 盐效应：使溶解度略有增大盐效应：使溶解度略有增大 有同离子效应存在时，盐效应可忽略不计有同离子效应存在时，盐效应可忽略不计本讲稿第十一页，共四十一页同离子效应同离子效应 Common ion effectCommon ion effectThe solubility of a precipitate decreases when it isplacedinasoluti

7、oncontainingoneofitsions.沉淀反应平衡后，如果向溶液中加入含有相同离子的易溶强沉淀反应平衡后，如果向溶液中加入含有相同离子的易溶强电解质，沉淀的溶解度电解质，沉淀的溶解度减小减小本讲稿第十二页，共四十一页e.g.BaSO4(s)Ba2+SO42-Na2SO4 2Na+SO42-In pure water,S=1.010-5molL-1 where as in 0.1molL-1 SO42-,S=1.1 10-9molL-1 本讲稿第十三页，共四十一页盐效应盐效应 salt effect在大量在大量强电解质强电解质存在下，难溶电解质的溶解度存在下，难溶电解质的溶解度增大增

8、大 I SThe solubility of a precipitate increases when it is placed in a solution containing strong electrolyte.本讲稿第十四页，共四十一页三沉淀平衡的移动三沉淀平衡的移动(一一)离子积离子积 Q 离子积离子积 Q（Ion Product）:表示任意条件下，难溶表示任意条件下，难溶电解质溶液中离子浓度幂的乘积。电解质溶液中离子浓度幂的乘积。如：如：Mg(OH)2 溶液中溶液中 Q =C(Mg2+)C2(OH-)任意状态任意状态下下 KSP=Mg2+OH-2 平衡状态平衡状态下下本讲稿第十五页

9、，共四十一页 Q与与Ksp的异同：的异同：两者表达式相似：离子浓度幂的乘积。两者表达式相似：离子浓度幂的乘积。其含义不同：其含义不同：Q 是一任意值；是一任意值；Ksp 为一定温为一定温度下饱和溶液（达溶解度下饱和溶液（达溶解 沉淀平衡时沉淀平衡时)的一的一个常数个常数；两者相关联系，通过比较两者相关联系，通过比较 Q和和Ksp可以判断可以判断溶液中的沉淀生成情况溶液中的沉淀生成情况本讲稿第十六页，共四十一页溶度积规则：溶度积规则：内容内容:Q=Ksp 饱和，达平衡，无沉淀饱和，达平衡，无沉淀；Q Ksp 过饱和过饱和,产生沉淀。产生沉淀。由此，可判断沉淀的生成和溶解。由此，可判断沉淀的生成和

10、溶解。沉淀生成沉淀生成:判断依据：判断依据：Q Ksp 则有沉淀生成则有沉淀生成 方法步骤方法步骤:计算有关离子浓度计算有关离子浓度;求求Q;Q与与Ksp比较比较,判断判断 本讲稿第十七页，共四十一页条件：条件：QKsp方法：方法：1.加入沉淀剂加入沉淀剂2.同离子效应同离子效应3.调节溶液的调节溶液的pH值值4.分级沉淀分级沉淀（二）沉淀的生成（二）沉淀的生成本讲稿第十八页，共四十一页1.加入沉淀剂加入沉淀剂【例】已已知知Ksp(CaCO3)=3.3610-9。(1)将将0.020molL-1CaCl2溶溶液液10mL与与等等体体积积同同浓浓度度的的Na2CO3溶溶液液相相混混合合(忽忽略略

11、体体积积的的变变化化)，判判断断是是否否有有CaCO3沉沉淀淀生生成成；(2)已已知知碳碳酸酸的的Ka2=4.6810-11，在在0.1molL-1CaCl2溶液中通入溶液中通入CO2气体至气体至饱饱和，有无和，有无CaCO3沉淀生成？沉淀生成？本讲稿第十九页，共四十一页【解】(1)c(Ca2+)0.010molL-1，c(CO32-)0.010molL-1Q=c(Ca2+)c(CO32-)(1.010-2)(1.010-2)1.010-4Ksp(CaCO3)因此溶液中有因此溶液中有CaCO3沉淀析出。沉淀析出。本讲稿第二十页，共四十一页(2)饱饱和和CO2水水溶溶液液中中主主要要为为H2CO

12、3，二二元元酸酸的的酸酸根根浓浓度度在在数数值值上近似等于其上近似等于其Ka2c(CO32-)Ka24.6810-11(molL-1)Q=c(Ca2+)c(CO32-)=0.14.6810-11=4.6810-12Ksp(CaCO3)因此不会有因此不会有CaCO3沉淀析出沉淀析出本讲稿第二十一页，共四十一页3.控制pH值【例】已已知知KspFe(OH)32.791039，计计算算欲欲使使0.0100molL-1的的Fe3+开开始始生生成成Fe(OH)3沉沉淀淀及及 沉沉 淀淀 完完 全全（通通 常常 指指 Fe3+1.0010-5molL-1）时时溶液的溶液的pH。本讲稿第二十二页，共四十一页

13、【解】Fe(OH)3(s)Fe3+3OH-Ksp Fe3+OH-3 开始沉淀所需开始沉淀所需OH-的最低的最低浓浓度度 pOH=12.19 pH=1.81 本讲稿第二十三页，共四十一页 沉淀完全沉淀完全时时 Fe3+1.0010-5 molL-1 pH=14(12lg6.53)=2.81 1.812.81FeCl3Fe（OH）3本讲稿第二十四页，共四十一页4.分步沉淀(fractional precipitateion)如果在溶液中有两种以上的离子可与同一试剂反如果在溶液中有两种以上的离子可与同一试剂反应产生沉淀，首先析出的是应产生沉淀，首先析出的是离子积最先达到溶度离子积最先达到溶度积积的化

14、合物。这种按先后顺序沉淀的现象，叫做分的化合物。这种按先后顺序沉淀的现象，叫做分步沉淀。沉淀。作用：分离混合离子作用：分离混合离子 首先析出的首先析出的是不是溶度积最小是不是溶度积最小的化合物？的化合物？本讲稿第二十五页，共四十一页【例例3-16】已知已知Ksp(AgCl)=1.7710-10、Ksp(AgI)=8.5110-17，在含有在含有0.010 molL-1 I-和和0.010 molL-1 Cl-的混合溶液中，逐滴加入的混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液溶液时时，哪种离子最先沉淀？当第二，哪种离子最先沉淀？当第二种离子开始沉淀种离子开始沉淀时时，溶液中第一种离子的，溶液中第一种离子

15、的浓浓度是多少？（忽略体度是多少？（忽略体积变积变化）。化）。本讲稿第二十六页，共四十一页Ksp(AgI)=Ag+I-Ksp(AgCl)=Ag+Cl-【解】开始生成开始生成AgI沉淀所需的沉淀所需的Ag+浓浓度度为为：开始生成开始生成AgCl沉淀所需的沉淀所需的Ag+浓浓度度为为：沉淀沉淀I-所需所需Ag+比沉淀比沉淀Cl-所需所需Ag+少得多少得多 故故AgI先沉淀。先沉淀。本讲稿第二十七页，共四十一页当当AgCl刚刚开始沉淀开始沉淀时时，Ag+=1.7710-8mol.L-1，此此时时溶液中剩余溶液中剩余I-为为：8.5110-15Ag+1.7710-8 molL-1 使使I-沉淀而沉淀而

16、Cl-不沉淀：不沉淀：AgI已已沉淀完全沉淀完全 本讲稿第二十八页，共四十一页（三）沉淀的溶解（三）沉淀的溶解条件：条件：Q Ksp方法方法：1.生成难解离的物质生成难解离的物质2.利用氧化还原反应使沉淀溶解利用氧化还原反应使沉淀溶解本讲稿第二十九页，共四十一页1.1.生成难解离的物质生成难解离的物质 金属氢氧化物沉淀的溶解金属氢氧化物沉淀的溶解c(OH-)使使Q Ksp 沉淀溶解沉淀溶解 本讲稿第三十页，共四十一页1.生成难解离的物质碳酸盐沉淀的溶解碳酸盐沉淀的溶解 c(CO32-)使使QKsp，沉淀溶解，沉淀溶解 本讲稿第三十一页，共四十一页生成难解离的配离子生成难解离的配离子 c(Ag+

17、)使使QKsp 沉淀溶解沉淀溶解 本讲稿第三十二页，共四十一页配离子越稳定，沉淀的溶解度越大配离子越稳定，沉淀的溶解度越大则平衡朝生成配离子的方向移动则平衡朝生成配离子的方向移动反之，则向生成沉淀的方向移动反之，则向生成沉淀的方向移动本讲稿第三十三页，共四十一页金属硫化物沉淀的溶解金属硫化物沉淀的溶解 c(S2-)使使QKsp，沉淀溶解，沉淀溶解 Ksp较较大的金属硫化物，可以溶于大的金属硫化物，可以溶于HCl溶液中溶液中 本讲稿第三十四页，共四十一页金属硫化物沉淀的溶解金属硫化物沉淀的溶解 c(S2-)使使QKsp，沉淀溶解，沉淀溶解 Ksp太小的金属硫化物，不溶于太小的金属硫化物，不溶于盐

18、盐酸酸2.利用氧化还原反应本讲稿第三十五页，共四十一页一一.酸和碱酸和碱-酸碱理论酸碱理论二二.酸碱平衡酸碱平衡-pH-pH的计算的计算Ka酸的解离平衡常数酸的解离平衡常数Kb碱的解离平衡常数碱的解离平衡常数三三.缓冲溶液缓冲溶液-pH-pH的计算的计算四四.难溶强电解质的形成和溶解难溶强电解质的形成和溶解 溶度积规则及其应用溶度积规则及其应用 小结：小结：平衡时：平衡时：Ksp(AmBn)An+mBm-n任意情况：任意情况：Q(AmBn)c(An+)mc(Bm-)n本讲稿第三十六页，共四十一页练习：练习：1.下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是（）A.弱酸溶液越稀，其电离度越大，因而弱酸溶液

19、越稀，其电离度越大，因而溶溶液液中中c(H+)越大越大 B.在在0.1mol.L-1的的HCl、H2SO4、NaOH和和NH4Ac四种溶液中，四种溶液中，c(H+)c(OH-)相等相等C.在在HAc溶液中加入少许溶液中加入少许NaAc，会使，会使HAc的的Ka和和c(H+)都减小都减小D.将将0.1mol.L-1HCl与与0.1mol.L-1NH3.H2O等体积混合，溶液呈中性等体积混合，溶液呈中性 本讲稿第三十七页，共四十一页2.0.1mol.L-1某某酸酸溶溶液液(Ka1=10-7,Ka2=10-13)，c(H+)接接近近于于（）mol.L-1A.104B.5105C.3104D.5106

20、 3.在在中中，c(H+)是是H3PO4（）A.二级电离产生的二级电离产生的c(H+)B.一、二级电离产生的一、二级电离产生的c(H+)之和之和C.一级电离产生的一级电离产生的c(H+)D.各级电离产生的各级电离产生的c(H+)总和总和本讲稿第三十八页，共四十一页4.在在H2S饱和溶液中，下列关系中正确的是饱和溶液中，下列关系中正确的是A.c(H+)2c(S2-)B.c(H+)c(HS-)C.c(H2S)c(H+)+c(HS-)D.c(H2S)c(H+)+c(S2-)5.中中和和等等体体积积等等pH值值的的HCl和和HAc时时所所需需NaOH的量的量()A.相相等等B.中中和和HAc时时较多较

21、多C.相相近近D.中中和和HCl时较多时较多6.Fe(OH)(H2O)52+的共轭酸是的共轭酸是，共轭碱是，共轭碱是。本讲稿第三十九页，共四十一页7.根根 据据 酸酸 碱碱 质质 子子 理理 论论，酸酸 碱碱 反反 应应 的的 产产 物物 是是。8.配配制制SnCl2溶溶液液时时必必须须加加入入,否否则则会会因因。9.Kb(羟羟胺胺)10-9，Kb(氨氨水水)10-5。欲欲配配制制pH=9的的缓缓冲冲溶溶液液，应应选选择择及及其其共轭酸。共轭酸。本讲稿第四十页，共四十一页10.100mL 0.25 mol L-1 NaH2PO4与与50mL0.35 mol L-1 Na2HPO4混混合合(设设体体积积不不变变),溶溶液液pH为为多多少少?若若向向混混合合液液中中加加入入50mL 0.10 mol L-1 NaOH,此此混混合合液液pH为多少为多少?本讲稿第四十一页，共四十一页