大学化学沉淀-溶解平衡和沉淀滴定.ppt

《大学化学沉淀-溶解平衡和沉淀滴定.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学化学沉淀-溶解平衡和沉淀滴定.ppt（63页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡和沉淀滴定和沉淀滴定 第8 章Chapter 8Precipitation-dissolutionequilibriumandprecipitationtitration上页上页下页下页目录目录返回返回本章教学要求1.了解沉淀的溶解度和溶度积常数了解沉淀的溶解度和溶度积常数。2.掌握微溶化合物溶解度的计算。掌握微溶化合物溶解度的计算。3.熟悉影响条件溶度积和沉淀溶解度的因素。熟悉影响条件溶度积和沉淀溶解度的因素。4.熟悉几种重要的银量法的原理、特点和应用。熟悉几种重要的银量法的原理、特点和应用。上页上页下页下页目录目录返回返回8.1沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡Preci

2、pitation dissolutionequilibrium 8.2沉淀滴定法沉淀滴定法 Precipitation titration上页上页下页下页目录目录返回返回8.1.1溶度积常数和溶解度溶度积常数和溶解度 Solubility-product constant and solubility8.1.2离子积离子积:沉淀形成与沉淀溶解的沉淀形成与沉淀溶解的判据判据Ion product:acriterion of formation of deposit and dissolution of deposit 8.1.3沉淀沉淀-溶解平衡的移动溶解平衡的移动 Shift of preci

3、pitation-dissolution equilibrium 8.1沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡Precipitation dissolutionequilibrium 上页上页下页下页目录目录返回返回8.1.1溶度积常数和溶解度溶度积常数和溶解度1.溶解度溶解度 物质的溶解度物质的溶解度(solubility)是指是指在一定温度和压力下，在一定温度和压力下，固液达到平衡状态时，饱和溶液里的物质浓度。常表示为固液达到平衡状态时，饱和溶液里的物质浓度。常表示为 gdm-3或或mol/dm-3。上页上页下页下页目录目录返回返回2.溶度积溶度积对通式对通式溶解与沉淀过程溶解与沉淀过程溶解溶解沉淀沉

4、淀上页上页下页下页目录目录返回返回Question Question 1溶度积和溶解度之间有什么关系？溶度积和溶解度之间有什么关系？Solution与溶解度概念应用范围不同，与溶解度概念应用范围不同，只用来表示难溶电解只用来表示难溶电解质的溶解度。质的溶解度。不受离子浓度的影响，而溶解度则不同。不受离子浓度的影响，而溶解度则不同。用用比较难溶电解质的溶解性能只能在相同类型化合比较难溶电解质的溶解性能只能在相同类型化合物之间进行，溶解度则比较直观。物之间进行，溶解度则比较直观。上页上页下页下页目录目录返回返回Question Question 2298K时铬酸银时铬酸银Ag2CrO4的溶度积常数

5、的溶度积常数为为2.010-12，求该温度下的溶解度。，求该温度下的溶解度。Solution设设饱饱和和溶溶液液中中离离子子的的浓浓度度xmoldm-3，则则代代入入溶度积常数表达式得：溶度积常数表达式得：(Ag2CrO4)=c(Ag+)/moldm-32c()/moldm-3=(2x)2x=4x3x/moldm-3=溶溶液液中中离离子子的的浓浓度度为为7.910-5moldm-3,也也是是Ag2CrO4以以moldm-3为单位的溶解度。为单位的溶解度。上页上页下页下页目录目录返回返回Question Question 3AgCl和和Ag2CrO4的溶度积分别为的溶度积分别为1.810-10和

6、和1.110-12，则下面叙述中正，则下面叙述中正确的是：确的是：(A)AgCl与与Ag2CrO4的溶度度相等的溶度度相等(B)AgCl的溶解度大于的溶解度大于Ag2CrO4(C)二者类型不同，不能由二者类型不同，不能由大小直接判断溶解度大小大小直接判断溶解度大小Solution分子式分子式溶度积溶度积溶解度溶解度/AgBrAgIAgClmoldm-3-31.810-10Ag2CrO41.310-55.010-137.110-78.310-179.110-101.110-126.510-5上页上页下页下页目录目录返回返回8.1.2离子积离子积:沉淀形成与沉淀溶解的沉淀形成与沉淀溶解的判据判据2

7、.溶度积规则溶度积规则(1)Q 过饱和溶液，沉淀析出过饱和溶液，沉淀析出1.离子积离子积对通式对通式MmBn(s)mM(aq)+nB(aq)上页上页下页下页目录目录返回返回Question 4Question 4Solution利于利于BaCO3的溶解。的溶解。加酸加酸加加或或或或促使促使BaCO3的生成。的生成。对已达到平衡的反应对已达到平衡的反应分别给其加入分别给其加入HCl、BaCl2或或Na2CO3溶液，溶液，结果怎样？结果怎样？上页上页下页下页目录目录返回返回25时，腈纶纤维生产的某种溶中，时，腈纶纤维生产的某种溶中，c()为为6.010-4moldm-3。若在若在40.0L该溶液中

8、，加入该溶液中，加入0.010molL-1BaCl2溶液溶液10.0L，问问是否能生成是否能生成BaSO4沉淀？沉淀？Question 5 Question 5 Solution上页上页下页下页目录目录返回返回3.分步沉淀分步沉淀(Fractional precipitation)1dm-3溶液中溶液中AgClAgI两者开始沉淀所需要的两者开始沉淀所需要的AgAg+离子浓度：离子浓度：对对AgCl：AgI先沉淀先沉淀上页上页下页下页目录目录返回返回Question 6Question 6Solution接上题，随着继续滴加接上题，随着继续滴加AgNO3,AgI沉淀到何种程度沉淀到何种程度,Ag

9、Cl才开始沉淀？才开始沉淀？AgCl和和AgI一一起起沉沉淀淀时时,c(I-)、c(Cl-)和和c(Ag+)同时满足同时满足AgI和和AgCl的溶度积常数表达式，即的溶度积常数表达式，即 =1.9106c(Cl-)/moldm-31.810-10c(I-)/moldm-39.310-17将将c(Cl-)/moldm-3=0.010代代入入上上式式，即即可可求求得得AgCl开开始始沉沉淀时的淀时的c(I-)：c(I-)/moldm-3=0.010/1.9106=5.310-9这就是说这就是说,AgCl开始沉淀时开始沉淀时,已沉淀完全已沉淀完全.上页上页下页下页目录目录返回返回8.1.3沉淀沉淀-

10、溶解平衡的移动溶解平衡的移动1.外加共同离子对溶解度的影响外加共同离子对溶解度的影响 在在难难溶溶电电解解质质饱饱和和溶溶液液中中加加入入含含有有共共同同离离子子(即即一一种种构构晶晶离离子子)的的强强电电解解质质时时,导导致致难难溶溶电电解解质质溶溶解解度度降降低低的的现现象叫同离子效应象叫同离子效应(common ion effect)。同同离离子子效效应应是是吕吕查查德德里里原原理理的的又又一一种种体体现现形形式式，重重量量分分析析中中利利用用这这种种效效应应,通通过过加加大大沉沉淀淀剂剂的的用用量量使使被被测测组组分沉淀更完全。分沉淀更完全。(Le Chatelier H,1850-1

11、936)法国无机化学家，巴黎大学教授法国无机化学家，巴黎大学教授.上页上页下页下页目录目录返回返回Question 7Question 7试计算试计算298K时时BaSO4在在0.10moldm-3Na2SO4溶溶液液中中的的溶溶解解度度，并并与与其其在在纯纯水水中中的的溶解度溶解度(1.0410-5moldm-3)做比较。做比较。Solution c(Ba2+)=xmoldm-3则：则：c(SO42-)=(x+0.10)moldm-3(BaSO4)=x(x+0.10)=1.110-10由于由于xSCN-Br-曙红曙红Cl-荧光黄荧光黄（5）酸度范围不同）酸度范围不同:荧光黄荧光黄(荧光素荧光

12、素)黄绿色黄绿色(有荧光有荧光)粉红色粉红色710二氯荧光黄二氯荧光黄黄绿色黄绿色(有荧光有荧光)红色红色410曙红曙红(四溴荧光黄四溴荧光黄)橙黄色橙黄色(有荧光有荧光)红紫色红紫色210上页上页下页下页目录目录返回返回8.2.4银量法的标准溶液银量法的标准溶液1.标准溶液的配制方法标准溶液的配制方法间接配制法：间接配制法：标定法：利用基准物质确定溶液准确浓度标定法：利用基准物质确定溶液准确浓度 比较法：用一种已知浓度的标液来确定另一种溶液比较法：用一种已知浓度的标液来确定另一种溶液 的浓度方法的浓度方法直接配制法：直接配制法：基准物质基准物质 称量称量 溶解溶解 定量转移至容量定量转移至容

13、量 瓶瓶 稀释至刻度稀释至刻度 根据称量的质量和体积计算根据称量的质量和体积计算 标准溶液的准确浓度标准溶液的准确浓度上页上页下页下页目录目录返回返回2.AgNO3标准溶液标准溶液方方 法：法：直接配制法或间接配制法，视直接配制法或间接配制法，视AgNO3纯度纯度 而定。而定。标定基准：标定基准：NaCl系统误差系统误差:采用相同的标定方法和测定方法采用相同的标定方法和测定方法,抵消方法抵消方法 的系统误差。的系统误差。3.NH4SCN标准溶液标准溶液先先配配制制成成近近似似浓浓度度的的溶溶液液,然然后后用用AgNO3标标准准溶溶液液按按佛尔哈德法标定。佛尔哈德法标定。上页上页下页下页目录目录

14、返回返回1.影响沉淀溶解度的因素影响沉淀溶解度的因素(1)同离子效应同离子效应(2)盐效应盐效应(3)酸效应酸效应(4)络合效应络合效应c(Cl-)大于大于10-2.5moldm-3时，络合效应为主，时，络合效应为主，c(Cl-)小于小于10-2.5moldm-3时，同离子效应为主；时，同离子效应为主；沉淀剂过量沉淀剂过量10-310-2moldm-3，沉淀的溶解度最小。沉淀的溶解度最小。Ag+Cl-=AgClCl-上页上页下页下页目录目录返回返回（5）其他影响因素）其他影响因素温度温度沉淀颗粒沉淀颗粒溶剂溶剂PbSO4水中水中S=45mgdm-330%乙醇水溶液中乙醇水溶液中S=2.3mgd

15、m-3SrSO4沉淀沉淀大颗粒大颗粒 S=6.210-4moldm-30.05mS=6.710-4moldm-3增大增大8%0.01mS=9.310-4moldm-3增大增大50%上页上页下页下页目录目录返回返回2.影响沉淀粒度的因素影响沉淀粒度的因素沉淀的形成过程沉淀的形成过程构晶离子构晶离子晶晶核核沉淀颗粒沉淀颗粒成核作用成核作用长大过程长大过程晶形沉淀晶形沉淀无定型无定型沉沉 淀淀成长，定向排列成长，定向排列凝聚凝聚上页上页下页下页目录目录返回返回特点特点晶形沉淀晶形沉淀凝乳状沉淀凝乳状沉淀无定形沉淀无定形沉淀直径直径0.11m0.020.1m小于小于0.02m结构结构规则规则,紧密紧密

16、疏松疏松,无规则无规则溶解度溶解度较大较大较小较小纯度纯度高高含大量水含大量水处理处理易过滤易过滤,洗涤洗涤不易过滤不易过滤,洗涤洗涤示例示例BaSO4AgClFe2O3nH2O1.110-53.210-101.910-10 几种类型沉淀的比较几种类型沉淀的比较上页上页下页下页目录目录返回返回Question 17Question 17Solution怎样降低沉淀的溶解度怎样降低沉淀的溶解度?1.控制操作温度控制操作温度2.控制沉淀的粒度控制沉淀的粒度陈化过程不但能够降低陈化过程不但能够降低沉淀的溶解度，而且也沉淀的溶解度，而且也能使其变得更纯净。能使其变得更纯净。3.变换溶剂变换溶剂往水溶液

17、中加入能与水混溶的有机溶剂（如乙醇、丙往水溶液中加入能与水混溶的有机溶剂（如乙醇、丙酮等）可以降低沉淀的溶解度。酮等）可以降低沉淀的溶解度。大晶体大晶体小晶体小晶体转化转化上页上页下页下页目录目录返回返回 分散度分散度冯冯韦曼韦曼(Weimarn Von)经验公式：经验公式：分散度分散度=K（Q-S）/SQ：沉淀剂加入瞬间构晶离子的浓度；：沉淀剂加入瞬间构晶离子的浓度；S：沉淀的溶解度；沉淀的溶解度；(QS)：过饱和度，引起沉淀作用的动力；过饱和度，引起沉淀作用的动力；(Q-S）/S：相对过饱和度；相对过饱和度；K：为常数，与沉淀性质、介质及温度等有关为常数，与沉淀性质、介质及温度等有关.该该

18、式式表表明明：热热溶溶液液（S较较大大）、稀稀溶溶液液（Q较较小小）、加加入入沉沉淀淀剂剂时时不不断断搅搅拌拌（降降低低局局部部过过饱饱和和度度）有有利利于于形形成成分分散散度度较小（即颗粒较大）的沉淀。较小（即颗粒较大）的沉淀。上页上页下页下页目录目录返回返回3.影响沉淀纯度的因素影响沉淀纯度的因素1.1.共沉淀共沉淀Coprecipitation 沉淀析出过程中沉淀析出过程中,将实验条件下本来可溶的某将实验条件下本来可溶的某 些其他组分一起带下混入沉淀的现象叫共沉淀。些其他组分一起带下混入沉淀的现象叫共沉淀。表面吸附表面吸附:由沉淀表面上离子电荷的不完全平衡而引起由沉淀表面上离子电荷的不完

19、全平衡而引起Ba2+Cl-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ca2+Ca2+Cl-Cl-K+Na+吸附层吸附层扩散层扩散层上页上页下页下页目录目录返回返回 吸留：吸留：沉淀生成速率太快沉淀生成速率太快,导致表面吸附的杂质离子导致表面吸附的杂质离子 来不及离开沉淀表面来不及离开沉淀表面,而被后来沉淀上去的离而被后来沉淀上去的离 子覆盖在沉淀内部的共沉淀现象。子覆盖在沉淀内部的共沉淀现象。不能用洗涤方法除去，可通过陈化或重结不能用洗涤方法除去，可通过陈化或重结晶的方法予以减少。晶的方法予以减少。混晶或固溶体的生成混晶或固溶体的生成:若溶液中杂质离子与沉淀构晶离子的半径相近、若溶液中杂

20、质离子与沉淀构晶离子的半径相近、晶体结构相似时，形成混晶共沉淀。晶体结构相似时，形成混晶共沉淀。如如BaSO4PbSO4；AgClAgBr；BaSO4KMnO4 减少或消除混晶生成的最好方法，是将杂质事先减少或消除混晶生成的最好方法，是将杂质事先分离除去。分离除去。上页上页下页下页目录目录返回返回2.2.后沉淀后沉淀Postprecipitation 一种本来难于析出沉淀的物质，或是形成稳定的过一种本来难于析出沉淀的物质，或是形成稳定的过饱和溶液而不能单独沉淀的物质，在另一种组分沉淀之后饱和溶液而不能单独沉淀的物质，在另一种组分沉淀之后被被“诱导诱导”而随后也沉淀下来的现象，且它们沉淀的量随而

21、随后也沉淀下来的现象，且它们沉淀的量随放放置的时间而加多。置的时间而加多。产生原因可能与主沉淀吸附过量产生原因可能与主沉淀吸附过量沉淀剂有关沉淀剂有关,主沉淀表面较高的沉淀主沉淀表面较高的沉淀剂浓度导致杂质离子浓度与沉淀剂离剂浓度导致杂质离子浓度与沉淀剂离子浓度的乘积大于其溶度积常数。子浓度的乘积大于其溶度积常数。ZnCuSSS上页上页下页下页目录目录返回返回 后沉淀引入杂质的量，随沉淀在试液中放置时间增后沉淀引入杂质的量，随沉淀在试液中放置时间增 加而增加，而共沉淀量受放置时间影响小。加而增加，而共沉淀量受放置时间影响小。不论杂质是在沉淀之前就存在的，还是沉淀后加入不论杂质是在沉淀之前就存在

22、的，还是沉淀后加入 的，后沉淀引入杂质的量基本上一致。的，后沉淀引入杂质的量基本上一致。温度升高，后沉淀现象更为严重。温度升高，后沉淀现象更为严重。后沉淀引入杂质的量，有时比共沉淀严重得多。后沉淀引入杂质的量，有时比共沉淀严重得多。在重量分析法中，共沉淀和后沉淀是在重量分析法中，共沉淀和后沉淀是消极因素，而在痕量组分富集分离中，却消极因素，而在痕量组分富集分离中，却是一种积极因素。是一种积极因素。上页上页下页下页目录目录返回返回选择适当的分析步骤。选择适当的分析步骤。选择合适沉淀剂。选择合适沉淀剂。改变杂质的存在形式。改变杂质的存在形式。改善沉淀条件。改善沉淀条件。再沉淀：将得到的沉淀过滤后溶解，再进行第二次沉淀。再沉淀：将得到的沉淀过滤后溶解，再进行第二次沉淀。4.减少沉淀玷污的方法减少沉淀玷污的方法沉淀条件沉淀条件混晶混晶表面吸附表面吸附吸留或包夹吸留或包夹后沉淀后沉淀稀稀溶溶液液慢慢沉沉淀淀搅搅拌拌沉沉化化加加热热洗涤沉淀洗涤沉淀再再沉沉淀淀0不定不定0不定不定不定不定0+0000+0+