大学有机化学-第5章-沉淀溶解平衡.ppt

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1、第五章第五章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡酸碱平衡与沉淀溶解平衡第第5 5节节 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡1 难溶电解质的溶度积难溶电解质的溶度积什么是难溶电解质？什么是难溶电解质？什么是沉淀溶解平衡？什么是沉淀溶解平衡？沉淀溶解平衡的常数称为什么？其表达式沉淀溶解平衡的常数称为什么？其表达式如何书写？如何书写？沉淀溶解平衡常数有哪些特点？沉淀溶解平衡常数有哪些特点？如何获得沉淀溶解平衡常数的数值？如何获得沉淀溶解平衡常数的数值？p难溶电解质难溶电解质 通常将通常将298.15K时，通常在时，通常在100g水中溶解度小于水中溶解度小于0.01 g的化合物称为难溶电解质。的化合物称为难溶电解质。p沉淀溶

2、解平衡沉淀溶解平衡难溶电解质在水中，在水分子的作用下，有解离难溶电解质在水中，在水分子的作用下，有解离形成水合阴阳离子的趋势（形成水合阴阳离子的趋势（溶解溶解过程），同时这过程），同时这些水合阴阳离子也有重新回到难溶电解质表面的些水合阴阳离子也有重新回到难溶电解质表面的趋势（趋势（沉淀沉淀过程）。过程）。溶解过程和沉淀过程速率相等时即达到溶解过程和沉淀过程速率相等时即达到沉淀溶解沉淀溶解平衡平衡。31.溶度积溶度积沉淀溶解平衡常数沉淀溶解平衡常数 Ksp 溶度积常数，简称溶度积。溶度积常数，简称溶度积。Ksp具有标准平衡常数的特征，取决于难溶电解质具有标准平衡常数的特征，取决于难溶电解质的本性

3、和温度。的本性和温度。Ksp反映了难溶电解质溶解能力。反映了难溶电解质溶解能力。Ksp值可以通过查表得到值可以通过查表得到 课本 P138 例5-17什么是难溶电解质的溶解度？什么是难溶电解质的溶解度？溶解度和溶度积的换算关系如何？溶解度和溶度积的换算关系如何？如何用溶度积来比较难溶电解质的溶解度如何用溶度积来比较难溶电解质的溶解度大小？大小？2.2.溶度积和溶解度溶度积和溶解度溶解度（溶解度（s/molL-1）：一定温度下：一定温度下1L难溶电解质难溶电解质饱和溶液中所含溶质的物质的量。饱和溶液中所含溶质的物质的量。设难溶强电解质设难溶强电解质 在纯水中的溶解度为在纯水中的溶解度为s,则达到

4、则达到平衡有平衡有msns6AB型型AB3或或A3B型型AB2或或A2B型型平衡浓度平衡浓度/（mol/L)对同一类型难溶电解质可以用对同一类型难溶电解质可以用Ksp的大小来比较的大小来比较其其s的大小，的大小，Ksp越大，则越大，则s越大。越大。对于不同类型的难溶电解质，则不能通过对于不同类型的难溶电解质，则不能通过Ksp直直接比较溶解度的大小，而是需要通过具体计算对接比较溶解度的大小，而是需要通过具体计算对s加以判断。加以判断。课本 P139 例5-187 例：比较室温下例：比较室温下AgCl和和Ag2CrO4的溶解度的溶解度 298K,Ksp(AgCl)1.7710-10，Ksp(Ag2

5、CrO4)1.1210-12，影响沉淀溶解平衡移动的因素有哪些？影响沉淀溶解平衡移动的因素有哪些？这些因素作用的机制如何？这些因素作用的机制如何？3.沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解平衡的移动 有两种重要因素影响沉淀溶解平衡的有两种重要因素影响沉淀溶解平衡的移动：同离子效应、盐效应移动：同离子效应、盐效应a.同离子效应同离子效应 在难溶电解质饱和溶液中加入与其含有相在难溶电解质饱和溶液中加入与其含有相同离子的强电解质，而使难溶电解质的溶同离子的强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的效应。解度降低的效应。课本 P140 例5-19b.盐效应盐效应 将难溶电解质溶液置于与其没有相同离子将难溶电解质溶液置

6、于与其没有相同离子的强电解质溶液中，而使难溶电解质的溶的强电解质溶液中，而使难溶电解质的溶解度增大的效应。解度增大的效应。9什么是难溶电解质的离子积，其与溶度积什么是难溶电解质的离子积，其与溶度积有何区别和联系？有何区别和联系？什么是溶度积规则？什么是溶度积规则？溶度积规则溶度积规则通过通过Q和和Ksp的比较，判断沉淀平衡移动的方向。的比较，判断沉淀平衡移动的方向。离子离子积积 Q：在某一状态下，难溶电解质的溶液中离在某一状态下，难溶电解质的溶液中离子浓度的乘积为离子积，符号子浓度的乘积为离子积，符号Q Q表示。表示。Q Ksp，过饱过饱和溶液，沉淀析出。和溶液，沉淀析出。4.溶度积规则溶度积

7、规则11化学热力学等温方程式有：化学热力学等温方程式有：5.5.2 沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解1.沉淀的生成沉淀的生成 根据溶度积的规则，根据溶度积的规则，条件：条件：过饱和溶液，生成沉淀过饱和溶液，生成沉淀常用方法：常用方法：（1 1）加入沉淀剂。如在）加入沉淀剂。如在AgNO3AgNO3溶液中加入溶液中加入KClKCl溶液，溶液，当当 时，时，就会有就会有AgClAgCl沉淀析出，而沉淀析出，而KClKCl就是沉淀剂。就是沉淀剂。课本 P141 例5-20 （2 2）控制溶液的酸度，即）控制溶液的酸度，即pHpH。一些阴离子一些阴离子 在形成难溶电解质时，受到溶液在形成难溶电解质时，

8、受到溶液酸度的影响。酸度的影响。12 加入沉淀剂加入沉淀剂例例：25时，某种溶液中，时，某种溶液中，c(SO42-)为为 6.010-4 molL-1。若在若在 40.0L该该溶液中，加入溶液中，加入 0.010 molL-1 BaCl2溶液溶液 10.0L，是否能生成，是否能生成BaSO4 沉淀？沉淀？13有有BaSO4沉淀生成沉淀生成控制溶液控制溶液pH值值 一些阴离子（一些阴离子（CO32-，PO43-，OH-，S2-）在）在形成难溶电解质时，受到溶液酸度的影响。形成难溶电解质时，受到溶液酸度的影响。例例5-21：使浓度为：使浓度为0.01molL-1的的Fe3+开始沉淀和开始沉淀和沉淀

9、完全时溶液的沉淀完全时溶液的pH？已知？已知解：解：Fe(OH)3(s)=Fe3+(aq)+3OH-(aq)沉淀开始时为饱和溶液沉淀开始时为饱和溶液开始沉淀时开始沉淀时pOH=12.19，pH=1.8114沉淀完全时，沉淀完全时，15课本 P142 例5-222.分步沉淀分步沉淀 溶液中若同溶液中若同时时存在两种或以上可与某沉存在两种或以上可与某沉淀淀剂剂反反应应的离子，的离子，则则加入加入这这种沉淀种沉淀剂时剂时存在存在先后沉淀即先后沉淀即为为分步沉淀。分步沉淀。离子离子积积先超先超过过其溶度其溶度积积的的难难溶溶电电解解质质先先发发生沉淀。生沉淀。16 17分步沉淀的两种情况：分步沉淀的两

10、种情况：（1 1）生成的沉淀类型相同。）生成的沉淀类型相同。被沉淀离子的起始浓度基本相同时，依据各沉淀溶度积被沉淀离子的起始浓度基本相同时，依据各沉淀溶度积由小到大的顺序依次生成各种沉淀。例如溶液中同时存在浓由小到大的顺序依次生成各种沉淀。例如溶液中同时存在浓度均为度均为0.01 0.01 的的 三种离子，在溶液逐滴加三种离子，在溶液逐滴加入入0.1 0.1 的的 溶液，则最先生成溶液，则最先生成AgI,AgI,然后是然后是AgBr,AgBr,最后是最后是AgClAgCl沉淀。沉淀。（2 2）生成的沉淀类型不同。）生成的沉淀类型不同。可能离子的起始浓度不同，不能只根据溶度积的大小判可能离子的起

11、始浓度不同，不能只根据溶度积的大小判断沉淀的顺序，必须根据溶度积规则先算出各种离子沉淀所断沉淀的顺序，必须根据溶度积规则先算出各种离子沉淀所需沉淀剂的最小浓度，然后按照所需沉淀剂的最小浓度判断需沉淀剂的最小浓度，然后按照所需沉淀剂的最小浓度判断依次生成的各种沉淀。依次生成的各种沉淀。课本课本 P142 P142 例例5-235-233.沉淀的溶解沉淀的溶解 依依据据溶溶度度积积规规则则，具具备备条条件件Q Ksp可可使使沉沉淀淀析析出出。那那么么相相应应减减小小相相关关离离子子的的浓浓度度使使 得得Q Ksp，沉淀就会溶解。减小离子沉淀就会溶解。减小离子浓浓度的度的办办法有：法有：1、酸溶解法

12、、酸溶解法 由在由在难难溶溶电电解解质饱质饱和溶液中加入酸后，酸与溶和溶液中加入酸后，酸与溶液中的阴离子生成弱液中的阴离子生成弱电电解解质质或气体，降低了阴离子或气体，降低了阴离子的的浓浓度，沉淀度，沉淀发发生了溶解。生了溶解。例如：例如：溶于溶于盐盐酸，其反酸，其反应过应过程如下：程如下：18溶液中的溶液中的氢氢氧根离子参与两个平衡系氧根离子参与两个平衡系统统，即水的解，即水的解离平衡和离平衡和 的沉淀溶解平衡，使得两个平的沉淀溶解平衡，使得两个平衡相互衡相互竞竞争争 而构成多重平衡关系，而构成多重平衡关系，这这个平衡叫个平衡叫做做竞竞争平衡，其平衡常数叫做争平衡，其平衡常数叫做竞竞争平衡常

13、数，用符争平衡常数，用符号号 表示。表示。19由于弱电解质水的生成，显著降低了氢氧根离子的由于弱电解质水的生成，显著降低了氢氧根离子的浓度，使沉淀溶解，只要有足够量的盐酸就可使沉浓度，使沉淀溶解，只要有足够量的盐酸就可使沉淀完全溶解。总反应为：淀完全溶解。总反应为：的大小可以判断难溶物的酸溶情况。的大小可以判断难溶物的酸溶情况。越大，难溶物越易溶于酸越大，难溶物越易溶于酸越小，难溶物越难溶于酸越小，难溶物越难溶于酸应用酸溶解硫化物时，其竞争平衡如下：应用酸溶解硫化物时，其竞争平衡如下：例如：这些硫化物溶于酸的竞争平衡常数例如：这些硫化物溶于酸的竞争平衡常数从数值上可以看出，从数值上可以看出，M

14、nSMnS的酸溶解平衡常数较大，的酸溶解平衡常数较大，说明反应的完全程度高，说明反应的完全程度高，CuSCuS的酸溶解平衡常数很的酸溶解平衡常数很小，说明其在酸中的溶解度很低。实验证明：小，说明其在酸中的溶解度很低。实验证明：MnS MnS易溶于强酸，甚至可以溶于弱酸醋酸中；易溶于强酸，甚至可以溶于弱酸醋酸中；FeSFeS可溶可溶于酸（如盐酸）中，但不溶于醋酸等弱酸；于酸（如盐酸）中，但不溶于醋酸等弱酸；CuS CuS几几乎不溶于非氧化性强酸中，只溶于氧化性强酸如硝乎不溶于非氧化性强酸中，只溶于氧化性强酸如硝酸中酸中。课本 P144 例5-24 3.氧化氧化还还原法原法 在沉淀溶解平衡系在沉淀

15、溶解平衡系统统中加入适当的氧化中加入适当的氧化剂剂或者或者还还原原剂剂，使相关离子使相关离子发发生氧化生氧化还还原反原反应应来降低离子的来降低离子的浓浓度，使沉淀溶度，使沉淀溶解。解。3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2O2.配位溶解法配位溶解法 在在沉沉淀淀溶溶解解平平衡衡系系统统中中加加入入配配位位剂剂，使使相相关关离离子子结结合合形形成成稳稳定的配离子，从而沉淀溶解。定的配离子，从而沉淀溶解。AgCl(s)+2NH3 =Ag(NH3)2+Cl-224.4.沉淀的转化沉淀的转化23 往含有沉淀的溶液中加入适当的试剂，与沉淀中往含有沉淀的溶液中加入适当的试剂，与沉淀中的某一种离子结合生成更难溶的物质，这一过程称为的某一种离子结合生成更难溶的物质，这一过程称为沉淀的转化。沉淀的转化。例如：往含有例如：往含有 白色沉淀的溶液中滴加白色沉淀的溶液中滴加KI溶液，溶液，白色沉淀转化为橙黄色的白色沉淀转化为橙黄色的 沉淀，反应如下：沉淀，反应如下：总反应方程式总反应方程式 数值较大，说明沉淀的转化较易发生。数值较大，说明沉淀的转化较易发生。一般来说，溶度积较大的沉淀易转化为一般来说，溶度积较大的沉淀易转化为溶度积较小的沉淀。溶度积较小的沉淀。课后作业课后作业课本课本 P147 习题习题24本节课结束本节课结束谢谢！谢谢！