《大学化学教学课件》3.5难溶电解质的沉淀溶解平衡.ppt

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1、第五节第五节 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多相离子平衡与溶度积多相离子平衡与溶度积溶度积常数与溶解度的关系溶度积常数与溶解度的关系多相离子平衡移动多相离子平衡移动溶度积规则及其应用溶度积规则及其应用多相离子平衡在医学中的应用（自学）多相离子平衡在医学中的应用（自学）1教学要求教学要求 1.掌握难溶电解质的溶度积掌握难溶电解质的溶度积Ksp的表达式的表达式及溶度积和溶解度的关系。及溶度积和溶解度的关系。2.掌握溶度积规则，熟练应用溶度积规掌握溶度积规则，熟练应用溶度积规则判断沉淀的生成、溶解及沉淀的先后顺序。则判断沉淀的生成、溶解及沉淀的先后顺序。2溶度积溶度积BaSO4

2、(s)Ba 2+（aq）+SO4 2-（aq）难溶物质：难溶物质：难溶物质：难溶物质：S0.1g/1LS0.1g/1LS0.1g/1LS0.1g/1L水。水。水。水。一、一、多相离子平衡与溶度积多相离子平衡与溶度积3平衡时：平衡时：K K K Kspspspsp称为称为称为称为溶度积常数溶度积常数溶度积常数溶度积常数，简称，简称，简称，简称溶度积溶度积溶度积溶度积。反映了物。反映了物。反映了物。反映了物质的溶解能力。质的溶解能力。质的溶解能力。质的溶解能力。Ba 2+SO4 2-=Ksp4Ksp =Ag+Cl-Ag+Cl-例例1.AgCl(s)例例2.Mg(OH)2(s)Mg2+2 OH-Ks

3、p =Mg2+OH-2通式通式 AmBn(s)mAn+nBm-Ksp=An+m Bm-n5 1.1.K Kspsp无单位（浓度无单位（浓度,mol/L,mol/L）。）。2.2.温度一定时，温度一定时，温度一定时，温度一定时，K Kspsp为一常数为一常数为一常数为一常数,有表可查。有表可查。有表可查。有表可查。4.4.表示难溶强电解质在水中的溶解能力表示难溶强电解质在水中的溶解能力的大小。的大小。溶度积溶度积说明：说明：3.3.只有当难溶电解质为只有当难溶电解质为饱和溶液饱和溶液时，上式才时，上式才能成立。能成立。6二、溶度积与溶解度的相互换算二、溶度积与溶解度的相互换算ABABABAB型化

4、合物型化合物型化合物型化合物一定温度下的饱和溶液中，设一定温度下的饱和溶液中，设AB溶解度为溶解度为S，则：则：A=B=SA=B=SA=B=SA=B=S（mol/Lmol/Lmol/Lmol/L）K K K Kspspspsp=AB=S=AB=S=AB=S=AB=S2 2 2 2AB（s）A +B （省略电荷，下同）省略电荷，下同）换算公式换算公式换算公式换算公式相同：相同：相同：相同：用来衡量难溶电解质的溶解能力。用来衡量难溶电解质的溶解能力。不同：不同：不同：不同：K Kspsp只能直接比较相同类型的难溶电解质的溶只能直接比较相同类型的难溶电解质的溶 解能力。解能力。7ABABABAB2

5、2 2 2或或或或A A A A2 2 2 2B B B B型化合物型化合物型化合物型化合物一定温度下的饱和溶液中，一定温度下的饱和溶液中，设设设设ABABABAB2 2 2 2溶解度为溶解度为溶解度为溶解度为S S S S ，则：，则：A=SA=S（mol/Lmol/L）；）；B=2S B=2S（mol/Lmol/L）K Kspsp=AB=AB2 2=S=S（2S2S）2 2 =4S=4S3 3AB2（s）A +2B8 例例例例 AgCl AgCl AgCl AgCl 在在在在298K 298K 298K 298K 时时时时 的溶解度为的溶解度为的溶解度为的溶解度为1.91101.91101

6、.91101.9110-3-3-3-3 gL gL gL gL-1 1 1 1,求其溶度积。求其溶度积。求其溶度积。求其溶度积。解：已知解：已知 AgCl 的的M（AgCl）143.4gmol-1，设设AgCl溶解度为溶解度为S molL-1（1.3310-5）2 1.7710-10 Ksp=Ag+Cl-=S2Ksp（AgCl）S2得：得：9 例例 在在298K 298K 时时,Ag,Ag2 2CrOCrO4 4的溶解度为的溶解度为 6.54106.5410-5-5molLmolL-1-1，求其溶度积。，求其溶度积。解：解：Ag2CrO4（s）2 Ag+（aq）+CrO42-（aq）得：得：K

7、sp(Ag2CrO4)4(S Ag2CrO4)34(6.5410-5 molL-1)31.1210-12由由10上述例题的计算结果的比较上述例题的计算结果的比较电解质类型电解质类型 难溶电解质难溶电解质 溶解度溶解度/（molL-1）溶度积（溶度积（Ksp）AB AgCl 1.3310-5 1.7710-10 AgI 9.2310-9 8.5210-17 A2B Ag2CrO4 6.54106.5410-5-5 1.1210 1.1210-12-12 同一类型的难溶电解质溶解度越小，溶度同一类型的难溶电解质溶解度越小，溶度积越小（积越小（AgClAgCl、AgIAgI）；而；而不同类型不同类型

8、的难溶电解的难溶电解质溶解度的大小不能直接用质溶解度的大小不能直接用K Kspsp比较其溶解度的大比较其溶解度的大小（小（AgCl AgCl、AgAg2 2CrOCrO4 4），必须通过计算来说明。），必须通过计算来说明。11溶度积规则溶度积规则任一条件下任一条件下,离子浓度幂的乘积称为离子积离子浓度幂的乘积称为离子积Q Q 。Q和和Ksp的表达形式类似，但其含义不同的表达形式类似，但其含义不同。Ksp仅是仅是Q的一个特例的一个特例。沉淀溶解平衡是一动态平衡，当溶液中沉淀溶解平衡是一动态平衡，当溶液中离子浓度变化时，平衡发生移动，直至离子离子浓度变化时，平衡发生移动，直至离子浓度的乘积等于溶度

9、积，达到新的平衡。浓度的乘积等于溶度积，达到新的平衡。12如：如：如：如：Ag Ag Ag Ag2 2 2 2CrOCrOCrOCrO4 4 4 4的离子积：的离子积：的离子积：的离子积：Q(Ag2CrO4)=C 2(Ag+）C(CrO42-)Q Q 与与 K Kspsp 之间的关系之间的关系 ：（1 1 1 1）Q=Q=Q=Q=K K K Kspspspsp 饱和溶液饱和溶液饱和溶液饱和溶液,处于平衡状态。处于平衡状态。处于平衡状态。处于平衡状态。（2 2）Q Q K Kspsp 不饱和溶液不饱和溶液,固体可以继续溶解。固体可以继续溶解。（3 3）Q Q K Kspsp 过饱和溶液过饱和溶液

10、,溶液中有沉淀析出。溶液中有沉淀析出。以上三点称为溶度积规则以上三点称为溶度积规则以上三点称为溶度积规则以上三点称为溶度积规则。它是难溶电解质溶。它是难溶电解质溶。它是难溶电解质溶。它是难溶电解质溶解沉淀平衡移动规律的总结，也是判断沉淀生成和解沉淀平衡移动规律的总结，也是判断沉淀生成和解沉淀平衡移动规律的总结，也是判断沉淀生成和解沉淀平衡移动规律的总结，也是判断沉淀生成和溶解的依据。溶解的依据。溶解的依据。溶解的依据。Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2 CrO42-13沉淀的生成沉淀的生成当加入沉淀剂后当加入沉淀剂后，使，使QQK Kspsp，就会有沉淀析出。，就会有沉淀析出。改变溶液中离子的

11、浓度，改变溶液中离子的浓度，改变溶液中离子的浓度，改变溶液中离子的浓度，使使使使Q Q Q Q K K K Kspspspsp ，平衡向生，平衡向生，平衡向生，平衡向生成沉淀的方向移动；反之成沉淀的方向移动；反之成沉淀的方向移动；反之成沉淀的方向移动；反之Q Q Q Q K K K Kspspspsp ，平衡向沉淀溶，平衡向沉淀溶，平衡向沉淀溶，平衡向沉淀溶解的方向移动。解的方向移动。解的方向移动。解的方向移动。14 Q（CaC2O4）cCa2+cC2O42-（5.010-3）（5.010-3）2.510-5Ksp（CaC2O4）1.4610-10因此，溶液中有因此，溶液中有CaC2O4沉淀析

12、出。沉淀析出。即即 Q（CaC2O4）Ksp（CaC2O4）例例 将将0.010molL0.010molL-1-1 CaClCaCl2 2 溶液与等体积同浓溶液与等体积同浓度的度的NaNa2 2C C2 2O O4 4相混合，是否有沉淀生成（忽略体积相混合，是否有沉淀生成（忽略体积变化）变化）：K Kspsp（CaCCaC2 2O O4 4）1.46101.4610-10-10解：溶液等体积混合后，解：溶液等体积混合后，c Ca2+0.0050molL-1，c C2O42-0.0050molL-1，15例例例例 计算计算计算计算298K298K298K298K时使时使时使时使0.0100mol

13、L0.0100molL0.0100molL0.0100molL-1-1-1-1FeFeFeFe3+3+3+3+开始沉淀和沉开始沉淀和沉开始沉淀和沉开始沉淀和沉淀完全（淀完全（淀完全（淀完全（FeFeFeFe3+3+3+3+1.0010 1.0010 1.0010 1.0010-5-5-5-5 molLmolLmolLmolL-1-1-1-1）时溶液的）时溶液的）时溶液的）时溶液的pHpHpHpH值。已知值。已知值。已知值。已知Fe(OH)Fe(OH)Fe(OH)Fe(OH)3 3 3 3的的的的K K K Kspspspsp=2.7910=2.7910=2.7910=2.7910-39-39-

14、39-39。解：解：Fe(OH)3(s)Fe3+3OH-开始沉淀所需开始沉淀所需开始沉淀所需开始沉淀所需OHOHOHOH-的最低的最低的最低的最低 浓度浓度浓度浓度 Ksp Fe3+OH-3pOH=13 lg 6.53=12.19 pH=1.81 控制溶液的控制溶液的 pH pH 值值16 沉淀完全沉淀完全FeFe3+3+10 10-5-5 mol molLL-1-1 pH=14(12lg6.53)=2.81即溶液即溶液pHpH值必须大于值必须大于2.812.81才能沉淀完全才能沉淀完全例例例例 计算计算计算计算298K298K298K298K时使时使时使时使0.0100molL0.0100m

15、olL0.0100molL0.0100molL-1-1-1-1FeFeFeFe3+3+3+3+开始沉淀和沉开始沉淀和沉开始沉淀和沉开始沉淀和沉淀完全（淀完全（淀完全（淀完全（FeFeFeFe3+3+3+3+1.0010 1.0010 1.0010 Ksp才有沉淀析出。才有沉淀析出。Ag I 沉淀需满足沉淀需满足Ag I Ag I Ag I Ag I 沉淀需沉淀需沉淀需沉淀需c(Agc(Agc(Agc(Ag+)少少少少,所以所以所以所以Ag Ag I I 先沉淀。先沉淀。先沉淀。先沉淀。32当当AgCl沉淀时，沉淀时，I -=？AgCl沉淀时沉淀时Ag+1.7710-8当当AgCl AgCl 开

16、始沉淀时，可以认为开始沉淀时，可以认为 I I-已沉淀完全了已沉淀完全了(分析分析化学规定化学规定,某离子的浓度某离子的浓度 1.0010 1.0010-5-5molL molL-1-1即即沉淀已经完全了。）沉淀已经完全了。）如溶液中含有如溶液中含有如溶液中含有如溶液中含有ClClClCl-、I I I I-各为各为各为各为0.0100molL0.0100molL0.0100molL0.0100molL-1-1-1-1逐滴逐滴逐滴逐滴加入加入加入加入AgNOAgNOAgNOAgNO3 3 3 3试剂时试剂时试剂时试剂时,AgCl,AgCl,AgCl,AgCl、AgIAgIAgIAgI哪种先沉淀

17、哪种先沉淀哪种先沉淀哪种先沉淀?33分步沉淀的次序：分步沉淀的次序：先达到先达到先达到先达到Q Q Q Q K K K Kspspspsp者，先沉淀者，先沉淀者，先沉淀者，先沉淀与与与与被沉淀离子浓度、被沉淀离子浓度、被沉淀离子浓度、被沉淀离子浓度、沉淀的类型沉淀的类型沉淀的类型沉淀的类型的大小及的大小及的大小及的大小及 KKspsp 有关有关有关有关被沉淀离子浓度不相同时：被沉淀离子浓度不相同时：需计算确定需计算确定 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。被沉淀离子浓度相同时：被沉淀离子浓度相同时：沉淀类型相同沉淀类型相同沉淀类型相同沉淀类型相同，K K K Kspsp

18、spsp小者先沉淀小者先沉淀小者先沉淀小者先沉淀，K K K Kspspspsp大者后沉淀大者后沉淀大者后沉淀大者后沉淀34沉淀的转化沉淀的转化 往含有往含有往含有往含有白色白色白色白色PbSOPbSOPbSOPbSO4 4 4 4沉淀的溶液中加入沉淀的溶液中加入沉淀的溶液中加入沉淀的溶液中加入淡黄色淡黄色淡黄色淡黄色的的的的K K K K2 2 2 2CrOCrOCrOCrO4 4 4 4溶液并振荡，可以观察到白色溶液并振荡，可以观察到白色溶液并振荡，可以观察到白色溶液并振荡，可以观察到白色PbSOPbSOPbSOPbSO4 4 4 4沉淀变为沉淀变为沉淀变为沉淀变为黄黄黄黄色色色色PbCr

19、OPbCrOPbCrOPbCrO4 4 4 4沉淀。这种由一种沉淀转化为另一种沉淀的过沉淀。这种由一种沉淀转化为另一种沉淀的过沉淀。这种由一种沉淀转化为另一种沉淀的过沉淀。这种由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称程称程称程称沉淀的转化沉淀的转化沉淀的转化沉淀的转化。K sp,PbSO4=2.5310-8 K sp,PbCrO4=2.810-13K2CrO4(aq)CrO4 2-(aq)+2K+(aq)PbSO4(s)Pb 2+(aq)+SO4 2-(aq)Ksp1+PbCrO4(s)1/Ksp2KSO4 2-/CrO4 2-=Ksp11/Ksp29.0104PbSO4(s)+CrO4 2-(aq)PbCrO4(s)+SO4 2-(aq)K35结论：结论：沉淀类型相同沉淀类型相同,大（易溶大（易溶)者向者向 小（难溶小（难溶)者转化容易，二者者转化容易，二者 相差越相差越大，转化越完全，反之大，转化越完全，反之 小者向小者向 大者大者转化困难；转化困难；sKpKspsKpsKpsKp沉淀类型不同沉淀类型不同，计算反应的，计算反应的 。K36