第三章沉淀溶解平衡优秀PPT.ppt

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1、第三章 沉淀溶解平衡现在学习的是第1页，共37页 本章主要内容包括：本章主要内容包括：溶度积溶度积 沉淀的生成沉淀的生成 分步沉淀和沉淀的转化分步沉淀和沉淀的转化 沉淀的溶解沉淀的溶解现在学习的是第2页，共37页难溶强电解质难溶强电解质例如例如 AgCI AgBr AgI BaSO4 CaCO3 CuS PbS Mg(OH)2特点特点:溶解度小溶解度小(溶解度在溶解度在0.1%以下以下);溶解部分溶解部分100%解离解离;水溶液中存在沉淀溶解平衡水溶液中存在沉淀溶解平衡。现在学习的是第3页，共37页第一节第一节 溶度积溶度积 (solubility product constant)现在学习的

2、是第4页，共37页一、一、溶度积常数（沉淀溶解平衡的平衡常数）溶度积常数（沉淀溶解平衡的平衡常数）例例 AgCI(s)Ag+(aq)+CI-(aq)溶解溶解沉淀沉淀 在一定温度下，当在一定温度下，当V溶解溶解=V沉淀沉淀时，即达到时，即达到平衡状态平衡状态(未溶解的固体与溶液中离子间未溶解的固体与溶液中离子间固液固液两相两相之间的动态平衡之间的动态平衡)，这种状态称为，这种状态称为沉淀溶沉淀溶解平衡解平衡。(未溶解的固体未溶解的固体)(饱和溶液中的水合离子饱和溶液中的水合离子)此时溶液是饱和溶液。与酸碱平衡不同此时溶液是饱和溶液。与酸碱平衡不同,它属它属多相平衡多相平衡。现在学习的是第5页，共

3、37页AgCI(s)Ag+(aq)+CI-(aq)溶解溶解沉淀沉淀平衡时，平衡时，K=Ag+CI-AgCIKAgCI=Ag+CI-KSP(AgCI)=Ag+CI-KSP称为称为溶度积常数溶度积常数(即沉淀溶解平衡的平即沉淀溶解平衡的平衡常数衡常数)现在学习的是第6页，共37页对于对于AmBn(s)型型难溶电解质：难溶电解质：AmBn(s)mAn+nBm-KSP=An+m Bm-n溶度积溶度积(KSP)的意义的意义:在一定温度下在一定温度下,难溶难溶电解质电解质饱和溶液饱和溶液中各离子浓度幂的乘积为一中各离子浓度幂的乘积为一常数。常数。溶度积溶度积(KSP)既表示物质的溶解能力既表示物质的溶解能

4、力,也表示也表示生成该难溶电解质沉淀的难易生成该难溶电解质沉淀的难易。现在学习的是第7页，共37页二、二、溶度积溶度积(KSP)与溶解度与溶解度(S)的相互换算的相互换算一般情况下，一般情况下，KSP与与S都可表示难溶电解质在水中都可表示难溶电解质在水中的溶解能力大小，可直接进行换算。的溶解能力大小，可直接进行换算。难溶电解质难溶电解质 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 KSP与与S关系式关系式 s 2s AB2型型 PbCI2(s)Pb 2+2CI-KSP=Ag+CI-=ss=s2 s s AB 型型 AgCI(s)Ag+CI-KSP=Fe3+OH-3=s(3s)3=27s4 s 3s AB3型型

5、Fe(OH)3(s)Fe3+3OH-KSP=Pb 2+CI-2=s(2s)2=4s3现在学习的是第8页，共37页注意注意 KSP离子浓度和溶解度离子浓度和溶解度单位一律用单位一律用 molL-1。KSP反映物质的溶解能力反映物质的溶解能力,但只有但只有同类型同类型的难溶电的难溶电解质，解质，KSP数值越大，其数值越大，其S也越大也越大;对于对于不同类型不同类型的的难溶电解质，不能直接从难溶电解质，不能直接从KSP的大小来比较的大小来比较S的大的大小。小。KSP S(mol.L-1)CaSO4 9.110-6 3.0210-3 BaSO4 1.110-10 1.0510-5Ag2CrO4 1.1

6、10-12 6.5 10-5 AgCI 1.810-10 1.3 10-5同同类类型型不不同同类类型型 现在学习的是第9页，共37页 【例例3-2】298K时时,Ag2CrO4的溶解度的溶解度(s)为为6.5410-5 molL-1,求求Ag2CrO4的的 KSP。2S S解解:Ag2CrO4(s)2Ag+CrO42-Ag+=2S=26.5410-5(molL-1)CrO42-=S=6.5410-5(molL-1)KSP(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(26.5410-5)2(6.5410-5)=1.1210-12现在学习的是第10页，共37页上述的上述的KSP与与S的的换算是有条件

7、的。换算是有条件的。注意注意适用于离子强度小，浓度可代替活度的溶液。适用于离子强度小，浓度可代替活度的溶液。适用于难溶适用于难溶强强电解质。电解质。适用于溶解后解离出的阳、阴离子在水溶液适用于溶解后解离出的阳、阴离子在水溶液中不发生水解等副反应或副反应程度很小的物中不发生水解等副反应或副反应程度很小的物质。质。例如例如:Hg2Cl2、Hg2I2例如例如:难溶硫化物、碳酸盐、磷酸盐等难溶硫化物、碳酸盐、磷酸盐等现在学习的是第11页，共37页三、三、溶度积规则溶度积规则 离子积与溶度积离子积与溶度积离子积离子积 IP:任一任一 条件下条件下,离子浓度幂的乘积离子浓度幂的乘积(其其数值不固定数值不固

8、定)。溶度积溶度积 KSP:难溶电解质的难溶电解质的饱和溶液中饱和溶液中，离子，离子浓度幂的乘积浓度幂的乘积,一定温度下为常数。一定温度下为常数。KSP 是是 IP的一个特例的一个特例现在学习的是第12页，共37页溶度积规则溶度积规则 IP=KSP 饱和溶液。体系处在平衡状态。饱和溶液。体系处在平衡状态。是难溶电解质是难溶电解质固液两相平衡移动规律固液两相平衡移动规律的总结的总结.据此可判断沉淀生成或溶解据此可判断沉淀生成或溶解。IPKSP 溶液未饱和。体系处于非平衡溶液未饱和。体系处于非平衡状态，无沉淀析出。状态，无沉淀析出。IPKSP 溶液过饱和。体系处于非平衡溶液过饱和。体系处于非平衡状

9、态，有沉淀析出。状态，有沉淀析出。现在学习的是第13页，共37页溶度积规则下列几种情况应注意溶度积规则下列几种情况应注意:IPKSP,但当只生成微量沉淀但当只生成微量沉淀(10-5g/ml)时，观察不到。时，观察不到。IPKSP ,溶液过饱和，却观察不到沉淀生成溶液过饱和，却观察不到沉淀生成(可能处于亚稳状态，缺少结晶中心所致可能处于亚稳状态，缺少结晶中心所致)。过量沉淀剂使沉淀溶解。过量沉淀剂使沉淀溶解。副反应发生，使溶液中实际的沉淀剂离子的浓副反应发生，使溶液中实际的沉淀剂离子的浓度小于理论计算值。度小于理论计算值。Hg2+2I-HgI2 (橘红色橘红色)HgI2+2I-HgI22-(无色

10、溶无色溶液液)现在学习的是第14页，共37页四、同离子效应和盐效应四、同离子效应和盐效应其它电解质存在对沉淀溶解平衡的影响其它电解质存在对沉淀溶解平衡的影响同离子效应同离子效应AgCI(s)Ag+CI-NaCI Na+CI-CI-IP=cAg+cCI-KSP,平衡左移平衡左移,有有AgCI 沉沉淀生成，即溶解度降淀生成，即溶解度降低。低。结论结论:同离子效应同离子效应使难溶电解质的溶解度降低。使难溶电解质的溶解度降低。现在学习的是第15页，共37页盐效应盐效应AgCI(s)Ag+CI-KNO3 K+NO3-IP=aAg+aCI-KSP,平衡右移平衡右移,即即AgCI溶溶解度略有增大。解度略有增

11、大。KSP(AgCI)=aAg+aCI-=Ag+CI-y2T,常数常数1该项数值增大该项数值增大,即增大溶解度即增大溶解度结论结论:盐效应使盐效应使难溶电解质的难溶电解质的溶解度略有增溶解度略有增大。大。由于由于I ，y,a现在学习的是第16页，共37页小结小结 沉淀溶解平衡中沉淀溶解平衡中同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应同离子效应同离子效应使难溶电解质的使难溶电解质的溶解度降低，溶解度降低，盐效盐效应应使难溶电解质的使难溶电解质的溶解度略有增大溶解度略有增大。同离子效应盐效应。同离子效应盐效应。产生同离子效应的同时也产生盐效应，一般产生同离子效应的同时也产生盐效应，一般计算中可忽略盐效应

12、。计算中可忽略盐效应。沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡与与酸碱平衡酸碱平衡中都有同离子效中都有同离子效应和盐效应，两者有什么区别应和盐效应，两者有什么区别?现在学习的是第17页，共37页 【例【例3-4】计算计算298K时时,AgCI(s)在纯水和在纯水和0.01molL-1NaCI 溶液中的溶解度。已知溶液中的溶解度。已知 KSP(AgCI)=1.7710-10 解解:纯水中纯水中s sAgCI(s)Ag+CI-KSP=SS=S2=1.3310-5(molL-1)S=KSP=1.7710-10现在学习的是第18页，共37页【例【例3-2】计算计算298K时时,AgCI(s)在纯水和在纯水和0.01m

13、olL-1NaCI 溶液中的溶解度。已知溶液中的溶解度。已知 KSP(AgCI)=1.7710-10解解:NaCI Na+CI-AgCI(s)Ag+CI-SKSP=S 0.01S=KSP/0.01=1.7710-10/0.01=1.7710-8(molL-1)同离子效应同离子效应难溶电解质难溶电解质的的溶解度降低溶解度降低0.01S+0.01(纯水中纯水中S=1.3310-5(molL-1)现在学习的是第19页，共37页同离子效应在同离子效应在沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡中的应用中的应用加入过量沉淀剂可使被沉淀离子沉淀完全。加入过量沉淀剂可使被沉淀离子沉淀完全。沉淀剂一般过量沉淀剂一般过量2030

14、%离子沉淀完全标准离子沉淀完全标准:注意注意.离子浓度离子浓度10-6(molL-1)0KSP表现离子浓度之间有相互制约的关系。表现离子浓度之间有相互制约的关系。现在学习的是第20页，共37页定量分离沉淀时定量分离沉淀时,作为考虑选择洗涤剂的依作为考虑选择洗涤剂的依据。据。思考题思考题3-1 洗涤洗涤BaSO4(s)沉淀中的杂沉淀中的杂质时，洗涤液质时，洗涤液:纯纯水水,稀稀H2SO4 哪个好哪个好？现在学习的是第21页，共37页第二节第二节 沉淀的生成沉淀的生成第三节第三节 分步沉淀和沉淀的转化分步沉淀和沉淀的转化第四节第四节 沉淀的溶解沉淀的溶解沉淀溶解平衡的沉淀溶解平衡的移动移动例例:A

15、gCI(s)Ag+CI-溶解溶解沉淀沉淀溶度积规则是溶度积规则是平衡移动规律平衡移动规律的总结的总结沉淀溶解平衡的沉淀溶解平衡的移动移动现在学习的是第22页，共37页第二节第二节沉淀的生成沉淀的生成(production of precipitation)现在学习的是第23页，共37页沉淀生成的必要条件沉淀生成的必要条件:增大离子浓度，使增大离子浓度，使 IPKSP采用方法采用方法:加入沉淀剂加入沉淀剂控制溶液控制溶液 pH(对难溶弱酸盐和难溶对难溶弱酸盐和难溶氢氧化物氢氧化物).沉淀的生成沉淀的生成现在学习的是第24页，共37页【例【例3-7】试分析试分析10ml 0.10molL-1MgC

16、I2与等体积、与等体积、同浓度的同浓度的NH3H2O相混合相混合,有无有无Mg(OH)2沉淀析出沉淀析出？如果要阻止沉淀析出如果要阻止沉淀析出,至少应加多少克至少应加多少克NH4CI(s)?已知已知 Ksp(Mg(OH)2)=5.6110-12,Kb(NH3)=1.7910-5解：解：混合后混合后 c(Mg2+)=c(NH3H2O)=0.05(molL-1)IP=c(Mg2+)c2(OH-)=0.05(9.4610-4)2=4.4710-8IPKSP 有有Mg(OH)2=1.7910-50.05=9.4610-4(molL-1)OH-=KbcNH3现在学习的是第25页，共37页解解:要阻止沉淀

17、析出要阻止沉淀析出,应减少应减少OH-,使使IPKSP.允许最高允许最高OH-值为值为:采用方法采用方法:利用利用同离子效应同离子效应,加加NH4CI(s)来抑制来抑制NH3H2O离解离解.OH-=KSP/Mg2+=5.6110-12/0.05=1.0610-5(molL-1)【例【例3-7】试分析试分析10ml 0.10molL-1MgCI2与等体积、与等体积、同浓度的同浓度的NH3H2O相混合相混合,有无有无Mg(OH)2沉淀析出沉淀析出？如果要阻止沉淀析出如果要阻止沉淀析出,至少应加多少克至少应加多少克NH4CI(s)?已知已知 Ksp(Mg(OH)2)=5.6110-12,Kb(NH3

18、)=1.7910-5现在学习的是第26页，共37页解解:NH3H2O NH4+OH-0.05 x 1.0610-5 NH4+=Kb NH3H2O/OH-=1.7910-50.05/1.0610-5 =8.4410-2(molL-1)需加需加NH4CI(s):8.4410-20.02053.5 =9.0310-2(g)【例【例3-7】试分析试分析10ml 0.10molL-1MgCI2与等体积、与等体积、同浓度的同浓度的NH3H2O相混合相混合,有无有无Mg(OH)2沉淀析出？沉淀析出？如果要阻止沉淀析出如果要阻止沉淀析出,至少应加多少克至少应加多少克NH4CI(s)?已已知知 Ksp(Mg(O

19、H)2)=5.6110-12,Kb(NH3)=1.7910-5现在学习的是第27页，共37页第三节第三节 分步沉淀分步沉淀和和沉淀转化沉淀转化（自学内容）（自学内容）分步沉淀分步沉淀：溶液中有几种沉淀反应按一定顺溶液中有几种沉淀反应按一定顺序先后发生的现象。序先后发生的现象。沉淀转化沉淀转化：在含有某一沉淀的溶液中加入适当在含有某一沉淀的溶液中加入适当试剂，使之生成另一沉淀的现象。试剂，使之生成另一沉淀的现象。思考题思考题3-2:什么叫分步沉淀？判断沉淀先后什么叫分步沉淀？判断沉淀先后顺序的依据是什么？顺序的依据是什么？什么是沉淀的转化？沉淀什么是沉淀的转化？沉淀转化的难易程度由何种因素决定转

20、化的难易程度由何种因素决定？现在学习的是第28页，共37页第四节第四节沉淀的溶解沉淀的溶解(dissolution of precipitation)现在学习的是第29页，共37页必要条件必要条件:降低离子浓度降低离子浓度,使使IPKSP采用方法采用方法:生成弱电解质生成弱电解质利用氧化还原反应利用氧化还原反应生成配合物生成配合物沉淀的溶解沉淀的溶解现在学习的是第30页，共37页一、生成弱电解质一、生成弱电解质难溶难溶M(OH)n能溶于酸能溶于酸Mg(OH)2 Mg2+2OH-2HCI 2CI-+2H+2H2O(弱电解质弱电解质)某些难溶某些难溶M(OH)n能溶于铵盐能溶于铵盐Mg(OH)2+

21、2NH4+=Mg2+2H2O+2NH3(弱电解质弱电解质)+沉淀的溶解沉淀的溶解现在学习的是第31页，共37页难溶的弱酸盐可溶于较强的酸难溶的弱酸盐可溶于较强的酸SnS(s)+2H+Sn2+H2S用酸溶解金属硫化物用酸溶解金属硫化物(MS)时，体系中存在时，体系中存在两种两种平衡平衡：MS(s)M2+S2-KSP(沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡)由由-得得总平衡总平衡:MS(s)+2H+M2+H2S KCaCO3(s)+2H+Ca2+H2O+CO2 H2S 2H+S2-Ka1Ka2(弱酸离解平衡弱酸离解平衡)沉淀的溶解沉淀的溶解现在学习的是第32页，共37页MS(s)+2H+M2+H2S K K=M

22、2+H2SH+2S2-S2-=KSP Ka1Ka2多重平多重平衡规则衡规则用用HCI溶解溶解MS(s)所需所需H+：结论结论:使使MS(s)溶解所需溶解所需 H+1KSP式中式中 H2S饱和饱和=0.1(molL-1)Ka1Ka2 M2+H2SKSP(MS）H+=沉淀的溶解沉淀的溶解现在学习的是第33页，共37页当有当有多种多种离子平衡共存于同一溶液中离子平衡共存于同一溶液中,彼此之间有关联时彼此之间有关联时,应当如何考虑呢应当如何考虑呢?先确定一个先确定一个综合综合(总总)平衡平衡,再按一再按一般化学平衡原理进行处理般化学平衡原理进行处理。小结小结 多种离子平衡共存时的处理方法多种离子平衡共

23、存时的处理方法沉淀的溶解沉淀的溶解现在学习的是第34页，共37页二、利用氧化还原反应二、利用氧化还原反应HNO3+S +NO +H2OCuS(s)Cu2+S2-CuS不溶于不溶于HCI但但溶于溶于HNO3三、生成配合物三、生成配合物+2NH3Ag(NH3)2+AgCI(s)Ag+CI-AgCI(s)溶于氨水溶于氨水KSP=8.510-45此值特小此值特小沉淀的溶解沉淀的溶解现在学习的是第35页，共37页本章基本要求本章基本要求1.掌握掌握三个知识要点三个知识要点：溶度积溶度积溶度积与溶度积与溶解度的关系溶解度的关系溶度积规则及其应用。溶度积规则及其应用。2.了解同离子效应和盐效应对沉淀溶解平衡的影了解同离子效应和盐效应对沉淀溶解平衡的影响。响。3.了解分步沉淀和沉淀转化的原理及其应用。了解分步沉淀和沉淀转化的原理及其应用。沉淀的溶解沉淀的溶解现在学习的是第36页，共37页第三章作业第三章作业P63.第第7,8,9 题题现在学习的是第37页，共37页