苏州大学《无机化学》第六章沉淀平衡.ppt

《苏州大学《无机化学》第六章沉淀平衡.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《苏州大学《无机化学》第六章沉淀平衡.ppt（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二篇第二篇 水溶液化学原理水溶液化学原理(Chemical Principles of Water Solution)(Chemical Principles of Water Solution)本章要求本章要求本章要求本章要求1 1、掌握溶度积原理（也就是沉淀、掌握溶度积原理（也就是沉淀、掌握溶度积原理（也就是沉淀、掌握溶度积原理（也就是沉淀-溶解可逆反应的判据）溶解可逆反应的判据）溶解可逆反应的判据）溶解可逆反应的判据）2 2、掌握利用溶度积常数进行的相关计算、掌握利用溶度积常数进行的相关计算、掌握利用溶度积常数进行的相关计算、掌握利用溶度积常数进行的相关计算第六章第六章第六章第六章 沉

2、淀沉淀沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡溶解平衡溶解平衡&主要内容：主要内容：溶度积常数溶度积常数沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解沉淀之间的转化沉淀之间的转化在在T一定时，沉淀一定时，沉淀-溶解平衡的通式：溶解平衡的通式：实际上就是沉淀实际上就是沉淀-溶解反应达到平衡时的标准溶解反应达到平衡时的标准平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积(solution product)，也是温度的函数，在此温度，也是温度的函数，在此温度下溶液的溶解度达到最大，所以是饱和溶液下溶液的溶解度达到最大，所以是饱和溶液(尽管尽管溶液的浓度通常很低溶液的浓度通常很低)6-1 6-1 溶度积原

3、理溶度积原理溶度积原理溶度积原理 一、溶度积常数一、溶度积常数Ksp 二、溶度积原理二、溶度积原理相似地，对于沉淀溶解平衡相似地，对于沉淀溶解平衡(温度一定温度一定)：我们已经熟悉了反应商判据我们已经熟悉了反应商判据任何时候的反应商任何时候的反应商J为：为：得到沉淀得到沉淀-溶解反应的反应商溶解反应的反应商J判据：判据：以上判据又称为以上判据又称为溶度积原理或规则溶度积原理或规则，本质上和前面，本质上和前面讲过的反应商判据相同。讲过的反应商判据相同。例题：例题：0.20mol/L的的MgCl2溶液和同浓度的溶液和同浓度的NH3水等体积水等体积 混合，试判断会不会生成混合，试判断会不会生成Mg(

4、OH)2沉淀？已知沉淀？已知Ksp Mg(OH)2=5.6110-12；Kb(NH3)=1.7710-5 解题思路：先计算两离子的浓度，然后根据溶度积解题思路：先计算两离子的浓度，然后根据溶度积规则来判断是否会沉淀。规则来判断是否会沉淀。为了计算的方便，溶解度我们采用浓度为了计算的方便，溶解度我们采用浓度mol/L为单位，为单位，而不是采用初三所学的溶解度而不是采用初三所学的溶解度g/100g水水为单位。为单位。三、溶度积和溶解度三、溶度积和溶解度 和前面学过的平衡常数的计算相似，根据溶度积常和前面学过的平衡常数的计算相似，根据溶度积常数数Ksp，也可以计算不同条件下沉淀，也可以计算不同条件下

5、沉淀-溶解平衡中离子的浓溶解平衡中离子的浓度。度。例题：例题：在常温下，在常温下，Ag2CrO4和和AgCl的溶度积分别为的溶度积分别为1.12 10-12、1.7710-10，请问它们在纯水中哪个溶解度大？，请问它们在纯水中哪个溶解度大？解题思路：只要根据解题思路：只要根据Ksp，分别计算出离子浓度的大，分别计算出离子浓度的大小，然后很容易就可以进行比较。小，然后很容易就可以进行比较。注意：注意：Ag2CrO4的溶度积比的溶度积比AgCl小，但从计算结果小，但从计算结果可知，它的溶解度反而大。这是由于它们属于不同类型的可知，它的溶解度反而大。这是由于它们属于不同类型的难溶电解质难溶电解质Ks

6、p与方程式的计量系数有关！与方程式的计量系数有关！四、同离子效应四、同离子效应例题：例题：计算计算AgCl在在1.0 10-2mol/LHCl的溶解度，比较一的溶解度，比较一下它在纯水中的溶解度。下它在纯水中的溶解度。Ksp是温度的函数，与溶液中离子的浓度无关，所以是温度的函数，与溶液中离子的浓度无关，所以 根据根据AgCl在纯水中的溶解度，上面的浓度可作近似计算在纯水中的溶解度，上面的浓度可作近似计算Ksp(AgCl)=1.7710-10=1.0 10-2 xx=1.7710-8 mol/L 同学在高中化学已经接触过，沉淀可以通过：同学在高中化学已经接触过，沉淀可以通过：实际上，沉淀溶解平衡

7、比前面所学反应可能更复杂，实际上，沉淀溶解平衡比前面所学反应可能更复杂，影响因素更多影响因素更多还有酸效应、配位效应和盐效应等。还有酸效应、配位效应和盐效应等。6-2 6-2 沉淀与溶解沉淀与溶解沉淀与溶解沉淀与溶解 说明沉淀溶解平衡同样存在同离子效应说明沉淀溶解平衡同样存在同离子效应使难溶物使难溶物质的溶解度大大降低，使之沉淀跟完全。质的溶解度大大降低，使之沉淀跟完全。酸碱反应酸碱反应配位反应配位反应氧化还原反应氧化还原反应来溶解，还可以进行沉淀的转化。来溶解，还可以进行沉淀的转化。如如Al(OH)3溶于强酸强碱；溶于强酸强碱；如如AgCl溶于过量氨水，生成银氨配离子；溶于过量氨水，生成银氨

8、配离子；如如CuS溶于浓硫酸或硝酸。溶于浓硫酸或硝酸。下面分类讨论：下面分类讨论：一、金属氢氧化物沉淀的溶解分离一、金属氢氧化物沉淀的溶解分离金属氢氧化物沉淀溶解平衡的通式：金属氢氧化物沉淀溶解平衡的通式：设金属离子起始浓度为设金属离子起始浓度为0.1mol/L，可计算开始沉淀，可计算开始沉淀时所需时所需OH离子浓度：离子浓度：金属氢氧化物沉淀的溶解度各不相同，有时可以通过控金属氢氧化物沉淀的溶解度各不相同，有时可以通过控制溶液的制溶液的pH值来达到分离它们的目的。值来达到分离它们的目的。KspM(OH)n=0.1OH n起始起始 完全沉淀后，设此时金属离子的浓度只有完全沉淀后，设此时金属离子

9、的浓度只有106mol/L，此时，此时OH离子浓度为：离子浓度为：KspM(OH)n=106OHn完全完全 实际上，可以计算任意实际上，可以计算任意M n+下的下的OH。例题：例题：计算计算Al 3+=0.1,10-2,10-3,10-4,10-5mol/L下的下的OH浓度，然后转化成相应的浓度，然后转化成相应的pH值。已知值。已知KspAl(OH)3=1.310-33 以以Al3+离子浓度对相应的离子浓度对相应的pH值作图，值作图，其它金属离子其它金属离子对相应的对相应的pH值也可作相类似的图，汇集得到书上图值也可作相类似的图，汇集得到书上图3。从图中可以了解分步从图中可以了解分步/分级沉淀

10、、共沉淀的概念。分级沉淀、共沉淀的概念。了解纯理论计算和实际不完全符合。了解纯理论计算和实际不完全符合。二、金属硫化物沉淀的溶解分离二、金属硫化物沉淀的溶解分离 与金属氢氧化物相似，大多数金属硫化物也难溶，理与金属氢氧化物相似，大多数金属硫化物也难溶，理论上也可以通过控制溶液的论上也可以通过控制溶液的pH值来分离溶解度相差较大的值来分离溶解度相差较大的金属硫化物。注：饱和金属硫化物。注：饱和H2S=0.1mol/L可看作是常量。可看作是常量。例题：例题：在同一混合溶液中，在同一混合溶液中，ZnCl2和和MnCl2的浓度都是的浓度都是 0.2mol/L，不断通入，不断通入H2S气体，要把气体，要

11、把Zn2+、Mn2+分开，如分开，如何控制混合溶液的何控制混合溶液的pH值？已知值？已知KspZnS=2.9310-25，KspMnS=4.6510-14，Ka1(H2S)=5.710-8，Ka2(H2S)=1.210-15。开始，开始，KspZnS=0.2S2，S2=1.4710-24 mol/L完全，完全，KspZnS=10-6S2，S2=2.9310-19 mol/L分别代入下式中分别代入下式中得到得到c(H+)开始开始、c(H+)完全完全c(H+)开始开始=2.16 mol/L；用；用pH值表示没意义值表示没意义 c(H+)完全完全=4.8310-3 mol/L，pH=2.3完全，完全

12、，KspMnS=10-6S2，S2=4.6510-8 mol/L得到得到c(H+)开始开始、c(H+)完全完全开始，开始，KspMnS=0.2S2，S2=2.3310-13 mol/L同理，同理，c(H+)开始开始=5.4210-6 mol/L；pH=5.3c(H+)完全完全=1.2110-8 mol/L，pH=7.9or，按照书上的方法更简单，按照书上的方法更简单三、沉淀的转化三、沉淀的转化 由一种沉淀转化为另一种沉淀，用通式来表示由一种沉淀转化为另一种沉淀，用通式来表示 MX(s)+Y(aq)MY(s)+X(aq)上述反应可通过以下反应得到：上述反应可通过以下反应得到：所以，所以，一般都是

13、溶解度大的转化为溶解度小的沉淀，例如一般都是溶解度大的转化为溶解度小的沉淀，例如 BaCO3(s)+SO42-(aq)BaSO4(s)+CO32-(aq)已知已知Ksp(BaCO3)=2.5810-9；Ksp(BaSO4)=1.1710-10 所以所以K转化转化=(2.5810-9)/(1.1710-10)=24=CO32-/SO42-混合物中，只有保持混合物中，只有保持就能实现沉淀的转化。就能实现沉淀的转化。有时也可以是溶解度小的转化为溶解度大的沉淀，有时也可以是溶解度小的转化为溶解度大的沉淀，如要使上述反应朝你方向进行，同学们自己算算如要使上述反应朝你方向进行，同学们自己算算这这条件是什么？当然也有适用范围（并不是什么沉淀都能条件是什么？当然也有适用范围（并不是什么沉淀都能转化）。转化）。作业作业P3471(1)、3、4、5、6、9、10(1)、15