溶液中的离子平衡.ppt

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1、第三章第三章 溶液中的离子平衡溶液中的离子平衡3.1 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性一一 水的电离平衡水的电离平衡H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH-(aq)rHm (298K)=55.83kJ.mol-1 K =C(H+)C C(OH-)C =C(H+)C(OH-)=Kw Kw ：水的离子积；：水的离子积；T=298K，Kw =1.00710-14Kw 是温度是温度T的函数，随着的函数，随着T的升高，的升高，Kw 。T=373K,Kw =55.110-14纯水中纯水中(25)：C(H+)=C(OH-)=10-7molL-1 酸或碱液中：酸或碱液中：C(H+)C(O

2、H-)10-7molL-1 但但:C(H+)C(OH-)=10-14 酸碱电离理论酸碱电离理论(H2O(l)H+(aq)+OH-(aq)二二 溶液的溶液的pH值与酸碱性值与酸碱性溶液的溶液的pH值定义：值定义：pH=-lgC(H+)/C 或：或：pH=-lgC(H+)pOH=-lgC(OH-)/C 或：或：pOH=-lgC(OH-)25，水溶液：水溶液：C(H+)C(OH-)=10-14 两边取负对数：两边取负对数：-lgC(H+)+-lgC(OH-)=14 有：有：pH+pOH=1425 纯水中：纯水中：C(H+)=C(OH-)=10-7molL-1 pH=pOH=7酸液中：酸液中：C(H+

3、)10-7 molL-1 C(OH-)pH7pOHpH值越小，溶液的酸性越强值越小，溶液的酸性越强碱液中：碱液中：C(H+)10-7 molL-1 7 pOHpH值越大（值越大（pOH值越小），溶液的碱性越强值越小），溶液的碱性越强例如：已知例如：已知0.10molL-1 HOAc溶液中，溶液中，C(H+)=1.3410-3molL-1 pH=pOH=2.87 11.13三三 酸碱指示剂酸碱指示剂定义：一般是弱的有机酸或弱的有机碱或既呈弱酸性又呈弱碱性定义：一般是弱的有机酸或弱的有机碱或既呈弱酸性又呈弱碱性 的两性物质。当溶液的的两性物质。当溶液的pH值发生改变时，指示剂的分子或值发生改变时，

4、指示剂的分子或 或离子的结构发生变化，从而呈现不同的颜色。或离子的结构发生变化，从而呈现不同的颜色。例如：甲基橙：变色范围：例如：甲基橙：变色范围：3.1-4.4，pH4.4 蓝蓝 色。其结构为：色。其结构为：红色红色（醌式）（醌式）黄色（偶氮式）黄色（偶氮式）pH试纸：将滤纸用多种指示剂的混合溶液浸泡、晾干而制成。在试纸：将滤纸用多种指示剂的混合溶液浸泡、晾干而制成。在 不同不同pH值的溶液中，显示不同颜色。分为普通值的溶液中，显示不同颜色。分为普通pH试纸和试纸和 精密精密pH试纸。试纸。3-2 弱酸、弱碱的电离平衡弱酸、弱碱的电离平衡一一 一元弱酸的电离平衡一元弱酸的电离平衡HA(aq)

5、H+(aq)+A-(aq)Ka =C(H+)/C C(HA)/C C(A-)/C 电离度：电离度：=已电离的已电离的HA的浓度的浓度HA的起始浓度的起始浓度100%说明说明:(1)Ka 的相对大小，反应了酸性的相对强弱。相同温度下，的相对大小，反应了酸性的相对强弱。相同温度下，Ka 大，酸性强。大，酸性强。（2）在水溶液中，）在水溶液中，H+有两个来源，一来源于有两个来源，一来源于HA电离；二电离；二 来源于来源于H2O的电离，但的电离，但Ka Kw ,通常计算通常计算C(H+)，只考虑只考虑HA的电离。的电离。（3）Ka 与与的关系的关系 HA(aq)H+(aq)+A-(aq)起始浓度起始浓

6、度/molL-1 C 0 0平衡浓度平衡浓度/molL-1 C-C C C Ka =C(H+)/C C(HA)/C C(A-)/C =(C )2C-C=C 21-当当C/Ka 500,500 0.1-x 0.1 x2/0.1=1.810-5 x=1.3410-3C(H+)=1.3410-3molL-1 pH=2.87C(OH-)=Kw C(H+)=7.4610-12molL-1 pOH=11.13 =1.3410-3molL-1 0.1molL-1 100%=1.34%C(HOAc)=0.1-1.3210-3=0.099molL-1 说明说明:(1)计算中不可直接套用近似公式，应首先判断是否符

7、合近似计算中不可直接套用近似公式，应首先判断是否符合近似 条件条件:C/Ka 500(2)0.1molL-1 HOAc溶液中，水电离出的溶液中，水电离出的C(H+)=C(OH-)=7.5610-12molL-1 1.3410-3molL-1,说明完全可以忽略说明完全可以忽略H2O 的电离。的电离。（3）在）在HOAc水溶液中，水溶液中，HOAc主要以分子的形式存在。主要以分子的形式存在。二二 一元弱碱溶液的电离平衡一元弱碱溶液的电离平衡BOH B+OH-平衡常数平衡常数Kb =C(B+)C(OH-)C(BOH)与一元弱酸类似，当与一元弱酸类似，当C/Kb 500,有：有：C(OH-)=C=pO

8、H=1/2(pKb +pC)pH=14-1/2(pKb +pC)例例2 计算计算0.1molL-1 NH3H2O溶液中，溶液中，C(H+)、C(OH-)、pH、pOH及及 。已知：已知：Kb =1.810-5解：解：Kb Kw ,可忽略可忽略H2O的电离，只考虑的电离，只考虑NH3H2O的电离。的电离。设：设：C(OH-)=xmolL-1 NH3H2O NH4+OH-平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.1-x x x0.1-xKb =x2C/Kb 500 0.1-x 0.1 x2/0.1=1.810-5 x=1.3410-3C(OH-)=1.3410-3molL-1pOH=2.87C(H+)=

9、Kw C(OH-)=7.510-12molL-1 pH=11.13 =1.310-3molL-1 0.1molL-1 100%=1.34%例例3 已知已知298K时，时，0.2molL-1氨水的电离度为氨水的电离度为0.949%，求溶液中，求溶液中C(OH-)、pH值及氨的电离常数。值及氨的电离常数。解：解：NH3H2O NH4+OH-=0.00949平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.2-0.2 0.2 0.2=1.9010-31.9010-30.2C(OH-)=1.9010-3molL-1pOH=2.72pH=11.28Kb (NH3H2O)=C(NH4+)C(OH-)C(NH3H2O)=

10、1.80 10-5三三 多元弱酸溶液的电离平衡多元弱酸溶液的电离平衡H2S的电离反应分二步进行：的电离反应分二步进行：H2S H+HS-K1 =1.110-7HS-H+S2-K2 =1.310-13K1 K2 ,在计算多元弱酸（或多元弱碱）溶液的在计算多元弱酸（或多元弱碱）溶液的H+(或或OH-)浓度浓度时，可近似只考虑第一步电离时，可近似只考虑第一步电离,当作一元弱酸处理。当作一元弱酸处理。例例4 常温、常压下，常温、常压下，H2S在水中在水中 的溶解度为的溶解度为0.1molL-1，试求，试求H2S饱和溶液中饱和溶液中C(H+)、C(OH-)、pH、C(S 2-)及及 。解：在解：在H2S

11、水溶液中，水溶液中，H+有三个来源：设有三个来源：设H2S第一步电离产生的第一步电离产生的H+浓度为浓度为x，H2S第二步电离产生的第二步电离产生的H+浓度为浓度为y，H2O电离产生的电离产生的H+浓度为浓度为z。H2S H+HS-平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.1-x x+y+z x-yK1 =(x+y+z)(x-y)(0.1-x)=1.110-7HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度/molL-1 x-y x+y+z yK2 =(x+y+z)(y)(x-y)=1.310-13H2O H+OH-平衡浓度平衡浓度/molL-1 x+y+z zKw =(x+y+z)z=10-14K1 K2 ,K1

12、 Kw ,xy,xz,x+y+zx x-yx C/K1 500,0.1-x0.1=x20.1x=1.0510-4=y=xzz=9.5210-11y=1.310-13C(H+)=x=1.0510-4molL-1C(OH-)=z=9.5210-11molL-1pH=3.98C(S 2-)=y=1.310-13molL-1=x0.1100%=0.105%说明说明：(1)由由HS-电离产生的电离产生的C(H+)=y=1.310-13molL-1；由由H2O产生产生 的的C(H+)=z=9.5210-11molL-1，与与H2S电离产生的电离产生的C(H+)=x=1.0510-4molL-1相比，相差很

13、多，所以完全可以只相比，相差很多，所以完全可以只 考虑第一步电离。考虑第一步电离。(2)在在H2S饱和溶液中，饱和溶液中，C(S 2-)=K2 ，C(H+)2C(S 2-)例例5 向向HCl溶液中通溶液中通H2S至饱和，最终控制至饱和，最终控制C(H+)=0.1molL-1，求求溶液中溶液中C(S 2-)？（？（饱和饱和H2S水溶液的浓度为水溶液的浓度为0.1molL-1）解：解：H2S 2H+S2-K =C(H+)2 C(S 2-)C(H2S)=K1 K2 =1.4310-20C(S 2-)=K1 K2 C(H2S)C(H+)2=1.4310-21C(H+)2 C(H+)=0.1molL-1

14、 C(S 2-)=1.4310-19molL-1C(H+)=0.01molL-1 C(S 2-)=1.4310-17molL-1C(H+)=0.001molL-1 C(S 2-)=1.4310-15molL-1说明：说明：a.通过控制通过控制pH值，可以控制值，可以控制C(S 2-)，可用来分离和鉴定金属离子可用来分离和鉴定金属离子。b.强酸性溶液中，强酸性溶液中，C(S 2-)K2 。c.H2S水溶液中，水溶液中，C(H+)2C(S 2-)3.3 电离平衡的移动电离平衡的移动一一 同离子效应同离子效应解释：甲基橙的变色范围：解释：甲基橙的变色范围：红红 3.1-4.4 黄黄 HOAc H+O

15、Ac-结论：向弱酸或弱碱的溶液中，加入与这种酸或碱含有相同离子结论：向弱酸或弱碱的溶液中，加入与这种酸或碱含有相同离子 的易溶强电解质，使弱酸或弱碱的电离度降低，这种作用的易溶强电解质，使弱酸或弱碱的电离度降低，这种作用 称为同离子效应。称为同离子效应。例例1 在在0.1molL-1HOAc溶液中，加入固体溶液中，加入固体NaOAc使其浓度为使其浓度为 0.1molL-1，求此溶液中求此溶液中C(H+)和和HOAc的电离度。的电离度。解：设：解：设：C(H+)=xmolL-1 HOAc H+OAc-平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.1-x x 0.1+xKa =0.1-x=1.810-5x(

16、0.1+x)C/Ka 500，由于同离子效应，使得由于同离子效应，使得HOAc的电离度更小，有：的电离度更小，有：0.1-x 0.1 0.1+x0.1 x=1.810-5C(H+)=1.810-5molL-1 pH=4.74 =1.810-5molL-1 0.1molL-1 100%=0.018%0.1molL-1HOAc溶液的溶液的 =1.34%，C(H+)=1.3410-3molL-1说明：由于同离子效应，使得溶液中说明：由于同离子效应，使得溶液中C(H+)和和 (HOAc)大大降低。大大降低。同同理，对于弱碱溶液，例如理，对于弱碱溶液，例如NH3H2O溶液，加入溶液，加入NH4Cl，同样

17、会使同样会使NH3H2O的的电离度降低，电离度降低，C(OH-)降低。降低。二二 盐效应盐效应现象：向现象：向HAc溶液中加入溶液中加入NaCl，会引起会引起HAc的电离度和的电离度和C(H+)增大。增大。解释：解释：盐效应：在弱电解质溶液中，加入易溶强电解质，使该弱电解质盐效应：在弱电解质溶液中，加入易溶强电解质，使该弱电解质 的电离度增大，这种效应称为盐效应。的电离度增大，这种效应称为盐效应。思考：在思考：在HAc溶液中，不断加入固体溶液中，不断加入固体NaAc，HAc的的电离度会电离度会 怎样变化？怎样变化？3-4 缓冲溶液缓冲溶液一一 缓冲溶液概念缓冲溶液概念演示试验演示试验定义：像定

18、义：像HOAc-NaOAc这样的弱酸这样的弱酸-弱酸盐组成的溶液或弱酸盐组成的溶液或NH3-NH4Cl这样的弱碱这样的弱碱-弱碱盐组成的溶液中，加入少量的强酸或强碱时，溶液弱碱盐组成的溶液中，加入少量的强酸或强碱时，溶液的的pH值改变很小。我们把这种具有保持值改变很小。我们把这种具有保持pH值相对稳定性能的溶液，值相对稳定性能的溶液，叫做缓冲溶液。叫做缓冲溶液。二二 缓冲溶液的作用原理缓冲溶液的作用原理以以HOAc-NaOAc缓冲体系为例：缓冲体系为例：HOAc H+OAc-Ka =C(H+)C(HOAc)C(OAc-)C(H+)=Ka C(HOAc)C(OAc-)三三 缓冲溶液缓冲溶液pH值

19、计算值计算1 弱酸弱酸-弱酸盐体系弱酸盐体系HA H+A-起始浓度起始浓度 C(弱酸弱酸)0 C(弱酸盐弱酸盐)平衡浓度平衡浓度 C(弱酸弱酸)-x x C(弱酸盐弱酸盐)+x 近似条件：当近似条件：当C/Ka 500，C(HA)或或C(A-)不太小时，不太小时，x很小，可近很小，可近似认为：似认为：C(弱酸弱酸)-x C(弱酸弱酸)、C(弱酸盐弱酸盐)+x C(弱酸盐弱酸盐)Ka =xC(弱酸盐弱酸盐)C(弱酸弱酸)C(弱酸弱酸)C(H+)=x=Ka C(弱酸盐弱酸盐)pH=pKa -lgC(弱酸弱酸)C(弱酸盐弱酸盐)2 弱碱弱碱-弱碱盐缓冲体系弱碱盐缓冲体系同理：同理：C(OH-)=Kb

20、 C(弱碱弱碱)C(弱碱盐弱碱盐)pOH=pKb -lgC(弱碱弱碱)C(弱碱盐弱碱盐)pH=14-pKb +lgC(弱碱弱碱)C(弱碱盐弱碱盐)例例1 现有现有NH3-NH4Cl缓冲溶液，缓冲溶液，C(NH3H2O)=C(NH4Cl)=1.0 molL-1(1)计算该缓冲溶液的计算该缓冲溶液的pH值。值。Kb (NH3H2O)=1.8 10-5(2)取取50mL该缓冲溶液向其中加入该缓冲溶液向其中加入1molL-1 NaOH1.0mL，计算计算pH值？值？(3)取取50mL该缓冲溶液向其中加入该缓冲溶液向其中加入1molL-1 HCl1.0mL，计算计算pH值？值？(4)取取50mL水向其中

21、加入水向其中加入1molL-1 NaOH1.0mL，计算计算pH值？值？(5)取取50mL水向其中加入水向其中加入1molL-1 HCl1.0mL，计算计算pH值？值？解：解：pH=14-pKb +lgC(NH3H2O)C(NH4Cl)(1)pH=9.26(2)NH4+OH-NH3+H2O5110-3LC(NH3)=1.0molL-1 5010-3L+1.0molL-1 1.010-3L=1.0molL-1 C(NH4+)=1.0molL-1 5010-3L-1.0molL-1 1.010-3L 5110-3L=0.961molL-1 C(NH3H2O)带入带入 pH=14-pKb +lgC(

22、NH4Cl)=9.28(pH)=0.023 NH3+H+NH4+C(NH3)=0.961molL-1 C(NH4+)=1.0molL-1 带入带入pH=14-pKb +lgC(NH3H2O)C(NH4Cl)=9.24(pH)=0.024 C(OH-)=1.0mL1.0molL-1 51mL=0.01961molL-1 pOH=1.71 pH=12.29(pH)=5.295 C(H+)=1.0mL1.0molL-1 51mL=0.01961molL-1 pH=1.71(pH)=5.29说明：说明：a.缓冲溶液的缓冲溶液的pH值决定于值决定于pKa (或或p Kb )和和C(弱酸弱酸)C(弱酸盐弱

23、酸盐)或或C(弱碱弱碱)C(弱碱盐弱碱盐)两项。两项。b.将缓冲溶液稀释，将缓冲溶液稀释，pH值基本不变。值基本不变。c.缓冲溶液的缓冲能力是有限的。缓冲溶液的缓冲能力是有限的。C(弱碱弱碱)C(弱碱盐弱碱盐)或或C(弱酸弱酸)C(弱酸盐弱酸盐)1时，缓冲能力最强。时，缓冲能力最强。C(酸酸)、C(盐盐)或或C(碱碱)、C(盐盐)浓度较大时，缓冲能力较大。浓度较大时，缓冲能力较大。四四 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制pH=14-pKb +lgC(弱碱弱碱)C(弱碱盐弱碱盐)pH=pKa -lgC(弱酸弱酸)C(弱酸盐弱酸盐)若若C(酸酸)=C(盐盐)pH=pKa 若若C(碱碱)=C(盐盐)pH=

24、14-pKb 原则：原则：a.选定的缓冲体系不与反应物或生成物反应。选定的缓冲体系不与反应物或生成物反应。b.为了使缓冲溶液具有最大的缓冲能力，应使为了使缓冲溶液具有最大的缓冲能力，应使 pKa (14-pKb )尽可能接近所要求的尽可能接近所要求的pH值。值。例例2 配制配制1.0LpH=9.80的的NH3H2O-NH4Cl缓冲溶液，要求缓冲溶液中缓冲溶液，要求缓冲溶液中C(NH3)=0.1molL-1,需需NH4Cl多少克？及多少克？及6molL-1NH3H2O多少多少mL?如何配制？如何配制？解：解：pH=14-pKb +lgC(NH3H2O)C(NH4Cl)C(NH4Cl)0.1=14

25、+lg1.710-5+lg=9.80C(NH4Cl)=0.027molL-1 m(NH4Cl)=0.027molL-1 1.0L53.5gmol-1=1.44gV(NH3H2O)=0.1molL-11.0L6molL-1=16.67mL配制过程配制过程五五 缓冲溶液的应用缓冲溶液的应用3-5 盐类的水解平衡盐类的水解平衡一一 强酸弱碱盐的水解平衡强酸弱碱盐的水解平衡以以NH4Cl为例为例NH4+H2O NH3H2O+H+Kh (NH4+)=C(NH3H2O)C(H+)C(NH4+)C(OH-)C(OH-)=Kw Kb (NH3H2O)例例1 计算计算0.1 molL-1 NH4Cl溶液的溶液的

26、pH值和水解度值和水解度h。Kw 解：解：Kh (NH4+)=Kb (NH3H2O)=5.56 10-10 Kw 忽略水的电离忽略水的电离设达水解平衡时设达水解平衡时C(H+)=xmolL-1 NH4+H2O NH3H2O+H+平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.1-x x xKh =x20.1-x=5.56 10-10 水解度水解度h=盐已经水解部分的浓度盐已经水解部分的浓度 盐的起始浓度盐的起始浓度100%C/Kh 500，0.1-x0.1x20.1=5.56 10-10 x=7.5 10-6 C(H+)=7.5 10-6molL-1 pH=5.13h=0.17.5 10-6 100%=0

27、.0075%二二 强碱弱酸盐的水解平衡强碱弱酸盐的水解平衡1 一元弱酸强碱盐的水解平衡一元弱酸强碱盐的水解平衡以以NaOAc为例：为例：OAc-+H2O HOAc+OH-Kh (OAc-)=C(HOAc)C(OH-)C(OAc-)C(H+)C(H+)=Kw Ka (HOAc)Kh (OAc-)Kw ,可忽略水的电离，设平衡时可忽略水的电离，设平衡时C(OH-)=xmolL-1 OAc-+H2O HOAc+OH-平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.1-x x xC/Kh 500，0.1-x0.1Kh =x20.1=5.5610-10 x=7.5 10-6C(OH-)=7.5 10-6molL-1

28、 pOH=5.13 pH=8.87h=0.17.510-6 100%=0.0075%例例2 计算计算0.1molL-1 NaOAc溶液的溶液的pH值和水解度值和水解度h。Kh (OAc-)=Kw Ka (HOAc)=5.56 10-10 解：解：2 多元弱酸强碱盐的水解平衡多元弱酸强碱盐的水解平衡以以Na2S为例，为例，S2-的水解分两步进行：的水解分两步进行：S2-+H2O HS-+OH-HS-+H2O H2S+OH-Kh1 (S2-)=C(HS-)C(OH-)C(S2-)C(H+)C(H+)=Kw Ka2 (H2S)=7.7 10-2Kh2 (S2-)=C(H2S)C(OH-)C(HS-)

29、C(H+)C(H+)=Kw Ka1 (H2S)=9.1 10-8通常，通常，Kh1 Kh2 ，Kh1 Kw ，我们只考虑第一步水解，按照我们只考虑第一步水解，按照一元弱酸强碱盐处理。一元弱酸强碱盐处理。例例3 计算计算0.1molL-1 Na2S溶液的溶液的pH值及水解度。值及水解度。解：解：C(OH-)=0.057molL-1pOH=1.24h=5.7%pH=12.76习题：计算习题：计算0.1molL-1 Na2CO3溶液的溶液的pH值及水解度。值及水解度。解：解：CO32-+H2O HCO3-+OH-Kh1 =Kw Ka2 (H2CO3)=2.1310-4HCO3-+H2O H2CO3+

30、OH-Kh2 =Kw Ka1 (H2CO3)=2.22 10-8Kh1 Kh2 ，Kh1 Kw ，只考虑第一步水解平衡，设达水解只考虑第一步水解平衡，设达水解平衡时平衡时C(OH-)=x molL-1 CO32-+H2O HCO3-+OH-平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.1-x x xC/Kh Kb ,C(H+)10-7molL-1,溶液呈酸性，例如：溶液呈酸性，例如：NH4Fc.Ka Kb ,C(H+)10-7molL-1,溶液呈碱性，例如：溶液呈碱性，例如：NH4CN四四 影响水解的因素影响水解的因素水解反应是吸热反应，升温促进水解；当温度一定时，浓度愈小，水解反应是吸热反应，升温促进

31、水解；当温度一定时，浓度愈小，水解度愈大；水解产物为沉淀、气体或极弱电解质，利于水解，水解度愈大；水解产物为沉淀、气体或极弱电解质，利于水解，甚至可达完全水解。甚至可达完全水解。例如：例如：Al2S3+H2O2Al(OH)3 +3H2SSnCl2+H2O Sn(OH)Cl+HClSbCl3+H2OSbOCl+HClBi(NO3)3+H2OBiONO3+2HNO33.5 沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡难溶物质：溶解度小于难溶物质：溶解度小于0.01g/100gH2O的物质。的物质。微溶物质：溶解度在微溶物质：溶解度在0.010.1g/100gH2O的物质。的物质。在含有固体难溶电解质的饱和溶液中，存

32、在难溶电解质与由它离解在含有固体难溶电解质的饱和溶液中，存在难溶电解质与由它离解产生的离子之间的平衡：产生的离子之间的平衡：BaSO4(s)Ba2+SO42-沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡一一 难溶电解质的溶度积和溶解度难溶电解质的溶度积和溶解度1 溶度积常数（溶度积常数（Ksp）AmBn(s)mAn+nBm-Ksp =C C(An+)mC C(Bm-)n=C C(An+)mm+nC(Bm-)nKsp ：溶度积常数，是温度的函数，反映了难溶电解质的溶解：溶度积常数，是温度的函数，反映了难溶电解质的溶解 能力。能力。对于难溶弱电解质：对于难溶弱电解质：C C(AB)AB(s)AB(aq)K1 =AB

33、(aq)A+B-K2 =C(A+)C(B-)C(AB)C +:AB(s)A+B-Ksp=K1 K2=C(A+)C(B-)(C)22 溶度积常数（溶度积常数（Ksp）与溶解度（与溶解度（S）的相互换算的相互换算几种常见类型的难溶强电解质的几种常见类型的难溶强电解质的Ksp 与与S的关系如下：的关系如下：（1）AB型：型：AgX,BaSO4,CaCO3AB(s)Ax+Bx-平衡浓度平衡浓度/molL-1S SKsp =S2/(C)2S=(2)AB2或或A2B型：型：PbCl2,PbI2,Ag2CrO4,CaF2AB2(s)A2+2B-平衡浓度平衡浓度/molL-1 S 2SKsp =S(2S)2/

34、(C)3=4S3/(C)3S=(3)AB3型：型：Al(OH)3,Fe(OH)3AB3(s)A3+3B-平衡浓度平衡浓度/molL-1S 3SKsp =S(3S)3/(C)4=27S4/(C)4S=例例1 25时，时，AgCl的溶解度为的溶解度为1.9210-3gL-1，求求Ksp (AgCl).解：解：在在Ksp 的表达式中，浓度的单位为的表达式中，浓度的单位为mol L-1，首先将溶解度首先将溶解度的单位换算为的单位换算为mol L-11.9210-3gL-1S=143.32gmol-1=1.3410-5molL-1Ksp =S2/(C)2=1.810-10例例2 298K时时Ag2CrO

35、4的的Ksp=1.1210-12，求其溶解度，求其溶解度(gL-1)解：解：S=6.5410-5mol L-1=6.5410-5mol L-1331.74gmol-=2.1710-2gL-1比较比较AgCl,AgBr,Ag2CrO4的的S和和Ksp 分子式分子式分子式分子式KspKsp S(molS(molLL-1-1)AgClAgCl1.771.771010-10-101.31.31010-5-5AgBrAgBr5.355.351010-13-137.37.31010-7-7AgAg2 2CrOCrO4 41.121.121010-12-126.56.51010-5-5说明：只有对于同一类型

36、的难溶电解质，说明：只有对于同一类型的难溶电解质，Ksp 与与S是一致的，是一致的，Ksp 大，大，S也大，可以直接比较它们的也大，可以直接比较它们的Ksp 来比较溶来比较溶 解度的相对大小。解度的相对大小。注意：上述规律不适用于下列两种情况：注意：上述规律不适用于下列两种情况：(1)易水解的难溶电解质易水解的难溶电解质(2)难溶弱电解质及在溶液中以离子对等形式存在的难溶难溶弱电解质及在溶液中以离子对等形式存在的难溶 电解质。电解质。二二 沉淀的生成沉淀的生成1 溶度积规则溶度积规则针对于：针对于：AmBn(s)mAn+nBm-J=C C(An+)mm+nC(Bm-)nrGm=RTlnJK J

37、 K ，rGm K ，rGm 0，反应逆向进行，沉淀生成反应逆向进行，沉淀生成应用溶度积规则，我们可以直接判断沉淀能否生成或溶解应用溶度积规则，我们可以直接判断沉淀能否生成或溶解例例3 在在0.1molL-1 FeCl3溶液中，加入等体积的含有溶液中，加入等体积的含有0.2 molL-1 NH3H2O和和2.0molL-1 NH4Cl的混合溶液，问能否产生的混合溶液，问能否产生 Fe(OH)3沉淀？沉淀？分析：要产生分析：要产生Fe(OH)3沉淀，必须沉淀，必须J Ksp ，J=C(Fe3+)C(OH-)3解：解：混合后：混合后：C(NH3H2O)=0.1molL-1 C(NH4Cl)=1.0

38、molL-1 C(OH-)=Kb C(NH3H2O)C(NH4Cl)=1.810-6C(Fe3+)=0.05molL-1 J=C(Fe3+)C(OH-)3=2.510-19Ksp =2.7910-39JKsp ，会有会有Fe(OH)3沉淀产生。沉淀产生。2 同离子效应对沉淀反应的影响同离子效应对沉淀反应的影响在难溶电解质的溶液中加入含有相同离子的强电解质时，使得在难溶电解质的溶液中加入含有相同离子的强电解质时，使得难溶电解质的溶解度降低。难溶电解质的溶解度降低。例例4 计算计算298K时时BaSO4在纯水中和在纯水中和0.10molL-1 Na2SO4溶液中的溶液中的 溶解度溶解度S。解：解：

39、Ksp (BaSO4)=1.0810-10纯水中：纯水中：S=1.0410-5molL-1 Na2SO4溶液中：溶液中：BaSO4(s)Ba2+SO42-平衡浓度平衡浓度/molL-1S 0.1+SKsp =S(0.1+S)0.1S=1.0810-10S=1.0810-9molL-1 3 pH值对沉淀反应的影响值对沉淀反应的影响难溶金属氢氧化物的生成与难溶金属氢氧化物的生成与pH值的关系：值的关系：M(OH)n Mn+nOH-Ksp=C C(Mn+)n+1C(OH-)nC(OH-)=M(OH)n开始沉淀时，开始沉淀时，OH-的最低浓度为：的最低浓度为：C(OH-)molL-1 Mn+沉淀完全沉

40、淀完全(C(Mn+)105molL-1)，OH-的最低浓度为：的最低浓度为：C(OH-)molL-1 例例4 溶液中含有溶液中含有Fe3+和和Fe2+，它们的浓度都是它们的浓度都是0.1molL-1，如果，如果 要求要求Fe(OH)3沉淀完全而沉淀完全而Fe2+不生成沉淀，需要控制不生成沉淀，需要控制pH值在值在 何范围？已知何范围？已知Ksp(Fe(OH)3)=2.79 10-39 Ksp(Fe(OH)2)=4.87 10-17解：解：Fe(OH)3沉淀完全：沉淀完全：C(OH-)molL-1=6.5310-12molL-1 pOH11.18pH 2.82 Fe2+不沉淀：不沉淀：C(OH-

41、)7.66pHKsp(AgCl)2Ag+CrO42-Ag2CrO4J=C2(Ag+)C(CrO42-)/(C )3 Ksp(Ag2CrO4)欲生成欲生成AgCl沉淀，所需沉淀，所需Ag+的最低浓度为：的最低浓度为：C1(Ag+)=molL-1=1.7710-8molL-1 欲生成欲生成Ag2CrO4沉淀，所需沉淀，所需Ag+的最低浓度为：的最低浓度为：C2(Ag+)=molL-1=1.0610-5molL-1 C1(Ag+)C2(Ag+)AgCl的溶度积先满足，先析出的溶度积先满足，先析出AgCl沉淀沉淀当当Ag2CrO4开始沉淀时，开始沉淀时，C(Ag+)=1.06 10-5molL-1 C

42、(Cl-)=molL-1=1.6710-5molL-1 说明此时说明此时Cl-已经基本沉淀完全。已经基本沉淀完全。四四 沉淀的溶解沉淀的溶解根据溶度积规则，当根据溶度积规则，当J Ksp ，沉淀溶解。因此，一切能降低沉淀溶解。因此，一切能降低平衡体系中各种离子浓度的方法，都能促使沉淀平衡体系中各种离子浓度的方法，都能促使沉淀-溶解平衡向溶解平衡向着沉淀溶解的方向移动。着沉淀溶解的方向移动。1 酸碱溶解法酸碱溶解法难溶电解质与难溶电解质与H+、OH-、NH4+等形成弱酸、弱碱或水，促进沉淀等形成弱酸、弱碱或水，促进沉淀溶解。例如：溶解。例如：(1)难溶金属硫化物与难溶金属硫化物与H+形成形成H2

43、S而溶于酸中。而溶于酸中。MS+2H+M2+H2SK =C(M2+)C(H2S)C(H+)2C(S2-)C(S2-)=Ksp (MS)Ka1 Ka2 Ksp 越大，越大，Ka 越小，酸溶反应越容易进行。越小，酸溶反应越容易进行。一些常见的金属硫化物在酸中的溶解状况一些常见的金属硫化物在酸中的溶解状况金属硫化物金属硫化物金属硫化物金属硫化物KKspsp 溶解状况溶解状况溶解状况溶解状况MnSMnS2.52.51010-10-10溶于稀醋酸溶于稀醋酸溶于稀醋酸溶于稀醋酸FeSFeS6.36.31010-18-18溶于稀盐酸溶于稀盐酸溶于稀盐酸溶于稀盐酸ZnSZnS2.52.51010-22-22溶

44、于稀盐酸溶于稀盐酸溶于稀盐酸溶于稀盐酸CoSCoS2.02.01010-25-25溶于稀盐酸溶于稀盐酸溶于稀盐酸溶于稀盐酸NiSNiS3.23.21010-19-19溶于稀盐酸溶于稀盐酸溶于稀盐酸溶于稀盐酸CdSCdS8.08.01010-27-27溶于浓盐酸溶于浓盐酸溶于浓盐酸溶于浓盐酸CuSCuS6.36.31010-36-36溶于浓硝酸溶于浓硝酸溶于浓硝酸溶于浓硝酸AgAg2 2S S6.36.31010-50-50溶于浓硝酸溶于浓硝酸溶于浓硝酸溶于浓硝酸HgSHgS4 41010-53-53溶于王水溶于王水溶于王水溶于王水(2)难溶金属氢氧化物可溶于强酸或铵盐难溶金属氢氧化物可溶于强酸

45、或铵盐M(OH)n+nH+Mn+nH2OK =C(Mn+)C(H2O)nC(H+)nC(OH-)nC(OH-)n=Ksp Kw nM(OH)n+nNH4+Mn+nNH3H2OK =C(Mn+)C(NH3H2O)nC(NH4+)nC(OH-)nC(OH-)n=Ksp Kb nKsp 越大，溶解反应越容易进行。越大，溶解反应越容易进行。例如：例如：Mg(OH)2可溶于强酸和铵盐溶液可溶于强酸和铵盐溶液Fe(OH)3只溶于强酸溶液只溶于强酸溶液一些难溶的两性氢氧化物即可溶于强酸，又可溶于强碱。一些难溶的两性氢氧化物即可溶于强酸，又可溶于强碱。2 氧化还原溶解法氧化还原溶解法借助氧化还原反应降低难溶电

46、解质组分离子的浓度，使借助氧化还原反应降低难溶电解质组分离子的浓度，使J Ksp。例如：例如：CuS溶于浓硝酸溶于浓硝酸CuS Cu2+S2-S2-+4H+2NO3-S+2NO2+2H2OCuS+4HNO3 Cu(NO3)2+S+2NO2 +2H2O3 配位溶解法配位溶解法加入配位剂，使难溶电解质的组分离子形成稳定的配离子而导致加入配位剂，使难溶电解质的组分离子形成稳定的配离子而导致浓度降低，使浓度降低，使J Ksp。例如：例如：AgCl溶于氨水：溶于氨水：AgCl+2NH3H2O Ag(NH3)2+Cl-+2H2O3HgS+2NO3-+12Cl-+8H+3HgCl42-+3S+2NO+4H2

47、O五五 沉淀的转化沉淀的转化借助某一试剂的作用，把一种难溶电解质转化为另一种难溶借助某一试剂的作用，把一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程电解质的过程，叫沉淀的转化。，叫沉淀的转化。例：例：CaSO4+CO32-CaCO3+SO42-K =C(SO42-)C(CO32-)C(Ca2+)C(Ca2+)=Ksp (CaSO4)Ksp(CaCO3)通常，溶度积较大的难溶电解质易于转化为溶度积较小的难溶通常，溶度积较大的难溶电解质易于转化为溶度积较小的难溶电解质，且二者的溶度积相差越大，沉淀转化越完全。电解质，且二者的溶度积相差越大，沉淀转化越完全。六六 沉淀反应的应用沉淀反应的应用一 填空1

48、已知已知298K时浓度为时浓度为0.01molL-1的某一元弱酸的的某一元弱酸的pH值为值为4.00，则该酸的离解常，则该酸的离解常 数为数为。当把该酸稀释后，其。当把该酸稀释后，其pH值将变值将变电离度电离度变变，Ka 变变。2 在在0.1molL-1 HOAC溶液中，浓度最大的物种是溶液中，浓度最大的物种是，浓度最小的物种是，浓度最小的物种是，当加入少量的当加入少量的NH4OAc(s)后，后，HOAc的电离度将变的电离度将变。3 在相同体积的相同浓度的在相同体积的相同浓度的HOAc和和HCl溶液中，所含溶液中，所含C(H+)。若用相同浓度若用相同浓度 的的NaOH溶液去完全中和这两种酸溶液

49、时，所消耗的溶液去完全中和这两种酸溶液时，所消耗的NaOH溶液的体积溶液的体积，恰好中和时两溶液的恰好中和时两溶液的pH值值。4 向向0.1molL-1NaAc 溶液中加入溶液中加入1滴酚酞试剂时，溶液呈滴酚酞试剂时，溶液呈色，当把溶液加热色，当把溶液加热 至沸时，溶液的颜色将至沸时，溶液的颜色将，这是因为，这是因为。5 若将若将HAc溶液与等体积的溶液与等体积的NaAc溶液相混合，欲使混合溶液的溶液相混合，欲使混合溶液的pH值为值为4.05，则，则 混合后酸和盐的浓度比近似为混合后酸和盐的浓度比近似为。当将该溶液稀释两倍后，其。当将该溶液稀释两倍后，其pH值值。若将该缓冲溶液中若将该缓冲溶液

50、中C(HAc)和和C(NaAc)同时增大相同倍数时，其缓冲能力同时增大相同倍数时，其缓冲能力。6 CaF2的溶度积常数表达式为的溶度积常数表达式为，Bi2S3的溶度积常数表达式为的溶度积常数表达式为。7 Cr(OH)3饱和溶液中，饱和溶液中，C(Cr3+)=1.23610-8molL-1，则则Cr(OH)3的的Ksp=，其饱和溶液的其饱和溶液的pH=。在中性溶液中在中性溶液中Cr(OH)3的溶解度为的溶解度为molL-1。8 在在AgCl、CaCO3、Fe(OH)3、MgF2中，溶解度不随中，溶解度不随pH值变化的是值变化的是。9 在在CaCO3(Ksp=2.810-9)、CaF2(Ksp=5