溶解与沉淀精.ppt
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1、溶解与沉淀第1页,本讲稿共55页 物物质质的的溶溶解解度度只只有有大大小小之之分分,没没有有在在水水中中绝绝对对不不溶溶的的物物质质,如如AgCl,CaCO3,PbS和和CaC2O4(肾肾结结石石的的主主要要成成分分)等等都都为为难难溶溶强强电电解解质质(溶溶解解度度小小于于0.01g/100g水)。水)。第2页,本讲稿共55页结石发病率情况结石发病率情况 (每(每10万人中)万人中)地区地区80年代年代90年代年代上升率上升率美国佛罗里达美国佛罗里达15.720.8+32.5%东莞(门诊统计)东莞(门诊统计)101140+38.6%深圳(普查统计)深圳(普查统计)1997年年:4870男男6
2、120,女,女4070第3页,本讲稿共55页草酸钙草酸钙,70%COM,COD,COTL-胱胺酸胱胺酸,1%其它钙盐和其它钙盐和镁盐镁盐,15%,15%尿酸尿酸,14%泌尿系结石中无机矿物的比例泌尿系结石中无机矿物的比例第4页,本讲稿共55页尿结石的成石机理尿结石的成石机理 尿尿中中晶晶体体成成份份过过多多,胶胶体体成成份份失失常常,造造成成继继发发性性结结石石的沉积的沉积扩大为扩大为继发性继发性颗粒颗粒再增加再增加,在尿路在尿路某狭窄某狭窄部位停部位停留留形成核形成核心心,作为作为结石增结石增大的起大的起点点v尿结石的形成尿结石的形成v尿结石的形成学说尿结石的形成学说肾钙斑学说肾钙斑学说;基
3、质学说基质学说;过饱和结晶学说过饱和结晶学说;抑制物学说抑制物学说第5页,本讲稿共55页一水合草酸钙晶体一水合草酸钙晶体二水合草酸钙晶体二水合草酸钙晶体第6页,本讲稿共55页患病猫尿中的结晶:左为1000 x放大光学显微照片,右为扫描电镜4000 x放大照片。在普通猫尿中加入三聚氰胺和三聚氰酸形成的人工晶体。质谱分析表明其中三聚氰胺的含量只有30%。第7页,本讲稿共55页肾脏小管被三聚氰胺阻塞三聚氰胺阻塞 第8页,本讲稿共55页(1)溶度积)溶度积 solubility product一、一、溶度积常数溶度积常数第9页,本讲稿共55页BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42(aq)溶解溶解沉
4、淀沉淀 溶溶解解和和沉沉淀淀速速率率相相同同时时,建建立立起起了了难难溶溶电电解解质质与与水水中中的离子之间的动态平衡,称为的离子之间的动态平衡,称为沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡。注意,只有在注意,只有在饱和溶液饱和溶液中才存在这个动态平衡。中才存在这个动态平衡。第10页,本讲稿共55页对于对于AaBb型的难溶电解质:型的难溶电解质:AaBb(s)aAn+(aq)+bBm-(aq)溶解溶解沉淀沉淀Ksp=An+aBm-b 溶度积溶度积 上式表明,在一定温度下,难溶电解质的上式表明,在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液饱和溶液中中离子浓度幂之乘积为常数。离子浓度幂之乘积为常数。溶度积溶度积 只与温度有
5、关。它反映了难溶电解质在水中的只与温度有关。它反映了难溶电解质在水中的溶解能力。溶解能力。第11页,本讲稿共55页【例】【例】氯化银在氯化银在298K时的溶解度为时的溶解度为1.91 10-3 gL-1,求其溶,求其溶度积。度积。解:解:已知氯化银的摩尔质量已知氯化银的摩尔质量M为为143.32g.mol-1:1.将氯化银的溶解度将氯化银的溶解度S单位换算为单位换算为molL-1:Ksp,AgCl=Ag+Cl-=S2=(1.33 10-5)2 1.77 10-10AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)溶解溶解沉淀沉淀SS1.91 10-3/143.32=1.33 10-5(molL-1)
6、2.写出平衡式:写出平衡式:第12页,本讲稿共55页溶解度溶解度(S)定义定义:在一定温度下,在一定温度下,1L水形成饱和溶液时,水形成饱和溶液时,所溶解某物质的量所溶解某物质的量(即物质的量浓度即物质的量浓度)。旧有定义:一定温度下,物质在旧有定义:一定温度下,物质在100g水中能溶解的最大量。水中能溶解的最大量。aSbSKsp=An+aBm-b=(aS)a(bS)b=aa.bb.Sa+bAaBb(s)aAn+(aq)+bBm-(aq)溶解溶解沉淀沉淀(2 2)溶度积与溶解度)溶度积与溶解度第13页,本讲稿共55页例,已知例,已知Ksp,AgCl 1.78 10-10,Ksp,Ag2CrO4
7、 9.0 10-12,试求,试求AgCl和和Ag2CrO4的溶解度。的溶解度。解:(解:(1)设)设AgCl的溶解度为的溶解度为S1(moldm-3),则:则:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡平衡 S1 S1(2)设设Ag2CrO4的溶解度为的溶解度为S2(mol dm-3),则:则:Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡平衡 2S2 S2虽然虽然 Ksp,AgCl Ksp,Ag2CrO4,但,但 SAgCl S Ag2CrO4第14页,本讲稿共55页结论结论:v对于相同类型难溶电解质,其溶解度对于相同类型难溶电解质,其溶解度 S 可以直接与可以直接与
8、溶度溶度积积Ksp比较比较;Ksp,S.v对于不同类型难溶电解质,其溶解度对于不同类型难溶电解质,其溶解度 S 不能直接与不能直接与 溶溶度积度积Ksp比较。比较。类型类型难溶电解质难溶电解质S(molL-1)KspABAgCl1.3310-51.7710-10A2BAg2CrO46.5410-51.1210-12AB2Mg(OH)21.1210-45.6710-12第15页,本讲稿共55页溶度积溶度积(Ksp)与溶解度与溶解度(S)的关系的关系Ksp=S2 S=Ksp1/2Ksp=4S3Ksp=4S3Ksp=27S41.AB型型(例例 AgCl,BaSO4等等):AB A+B-2.AB2型型
9、(例例PbCl2、Ca(OH)2 等等)AB2 A2+2B-3.A2B型型(例(例Ag2CrO4)A2B 2A+B2-4.AB3型和型和A3B型型(例(例Fe(OH)3,Ag3PO4)AB3 A3+3B-第16页,本讲稿共55页5.AmBn型型 AmBn mAn+nBm-Ksp=mmnnSm+n 溶度积和溶解度之间的换算必须是溶度积和溶解度之间的换算必须是有条件有条件的:的:1.难溶电解质的离子在溶液中不能发生任何化学反应。难溶电解质的离子在溶液中不能发生任何化学反应。2.难溶电解质溶于水后要一步完全电离。难溶电解质溶于水后要一步完全电离。第17页,本讲稿共55页(3)溶度积规则溶度积规则 离
10、子积离子积Qc:任一条件下任一条件下溶液中离子浓度幂的乘积溶液中离子浓度幂的乘积AaBb(s)aAn+(aq)+bBm-(aq)溶解溶解沉淀沉淀Ksp=An+aBm-b 达到沉淀溶解平衡!达到沉淀溶解平衡!第18页,本讲稿共55页 溶度积规则溶度积规则vQc=Ksp 饱和溶液,处于沉淀饱和溶液,处于沉淀-溶解平衡溶解平衡vQc Ksp 不饱和溶液,或沉淀溶解不饱和溶液,或沉淀溶解vQc Ksp 生成沉淀生成沉淀第19页,本讲稿共55页(4)沉淀的生成沉淀的生成(QC Ksp)要要使使某某物物质质以以沉沉淀淀方方式式从从溶溶液液中中析析出出,必必须须设设法法增增大大有有关关离离子子浓浓度度,使使
11、其其离离子子浓浓度度幂幂的的乘乘积积大大于于该该难难溶溶电电解解质质的的溶溶度度积积,平平衡衡就向生成沉淀方向移动。就向生成沉淀方向移动。通常采用的方法是加入适当的沉淀剂。通常采用的方法是加入适当的沉淀剂。第20页,本讲稿共55页当当判判断断两两种种溶溶液液混混合合后后能能否否生生成成沉沉淀淀时时,可可按按下下列步骤进行列步骤进行:(1)先计算出混合后与沉淀有关的离子浓度。)先计算出混合后与沉淀有关的离子浓度。(2)计算出离子积)计算出离子积Qc。(3)将)将Qc与与Ksp进行比较,判断沉淀能否生成。进行比较,判断沉淀能否生成。第21页,本讲稿共55页【例例】将将20.0ml 0.0010mo
12、lL-1的的CaCl2溶溶液液与与30.0 ml 0.010 molL-1的的KF溶溶液液混混合合后后,有有无无CaF2沉沉淀淀?已已知知Ksp,CaF2=1.510-10解:假设溶液混合后的体积为解:假设溶液混合后的体积为50.0ml,则,则 cCa2+=0.001020.0(20.0+30.0)=4.010-4 molL-1 cF-=0.01030.0(20.0+30.0)=6.010-3 molL-1 QC=cCa2+.c2F-=(4.010-4).(6.010-3)2=1.410-8 QC Ksp 有有CaF2沉淀析出。沉淀析出。第22页,本讲稿共55页Note:当当Qc稍大于稍大于K
13、sp时,理论上应该产生沉淀,时,理论上应该产生沉淀,但我们却观察不到沉淀,但我们却观察不到沉淀,WHY?原因:原因:a.Qc不是按活度不是按活度a,而是按浓度,而是按浓度C计算的,计算的,aC,则,则Qc Ksp b.过饱和现象过饱和现象 c.人眼观察能力有限,沉淀物人眼观察能力有限,沉淀物1.010-5 g/L 时,肉时,肉眼才能感觉到浑浊现象眼才能感觉到浑浊现象第23页,本讲稿共55页第24页,本讲稿共55页BaSO4的的Ksp=1.0710-10,求,求298K时时BaSO4在纯水中和在纯水中和0.010 mol l-1Na2SO4溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。解:解:BaSO4在纯水
14、中的溶解度为在纯水中的溶解度为S,则,则S=Ba2+=SO42-=(Ksp,BaSO4)1/2=1.0310-5molL-1 设设BaSO4 在在0.010 mol l-1Na2SO4中的中的S:x molL-1则则 BaSO4(s)Ba2+SO42-平衡平衡 x 0.01+x 0.01 mol L-1 x 0.010=1.0710-10 x=1.0710-9 mol L-1第25页,本讲稿共55页在难溶电解质饱和溶液中加入含有在难溶电解质饱和溶液中加入含有共同离共同离子子的易溶强电解质,沉淀溶解的多相平衡发的易溶强电解质,沉淀溶解的多相平衡发生相对移动,结果使难溶电解质生相对移动,结果使难溶
15、电解质溶解度降低溶解度降低的现象叫做同离子效应。的现象叫做同离子效应。同离子效应同离子效应第26页,本讲稿共55页 实际工作中,经常采用过量沉淀剂使沉淀离子沉淀更趋实际工作中,经常采用过量沉淀剂使沉淀离子沉淀更趋于完全。于完全。一般认为残留在溶液中的被沉淀离子的浓度一般认为残留在溶液中的被沉淀离子的浓度105 molL1时,该离子就已被沉淀完全了。时,该离子就已被沉淀完全了。一般以过量一般以过量2050为宜。为宜。第27页,本讲稿共55页 在难溶电解质的饱和溶液中加入某种在难溶电解质的饱和溶液中加入某种不含相同离子的易溶电解质,使难溶电解质不含相同离子的易溶电解质,使难溶电解质的溶解度比同温时
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- 关 键 词:
- 溶解 沉淀
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