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1、内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第9章沉淀溶解平衡 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望1 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 1.1 溶度积常数溶度积常数一一.溶度积溶度积 难溶物在溶液中的溶解平衡常数称溶度难溶物在溶液中的溶解平衡常数称溶度二二.积常数，简称溶度积。用积常数，简称溶度积。用Ksp表示：表示：SrCrO4(s)=Sr2+CrO42-KspSr2+CrO42-PbCl2(s)=Pb2+2Cl-KspPb2+Cl2 常见难溶电解质的溶度积常数列成表供
2、查用。常见难溶电解质的溶度积常数列成表供查用。溶度积越小，表示物质的溶解度越小，所以两者溶度积越小，表示物质的溶解度越小，所以两者之间必然存在一定的关系。之间必然存在一定的关系。溶解度：溶解度：一定温度下饱和溶液的浓度，也就是该溶质一定温度下饱和溶液的浓度，也就是该溶质在此温度下的溶解度。单位可以是在此温度下的溶解度。单位可以是molL-1或或gL-1二二.溶度积与溶解度的关系溶度积与溶解度的关系 设难溶物设难溶物MaXb的溶解度为的溶解度为 s molL-1，溶解平衡时，溶解平衡时 MaXb =aMm+bXn-as bs KspMm+aXn-b(as)a(bs)b=aabbs(a+b)如如1
3、:1型：型：AgCl =Ag+Cl-Ksp s21:2 或或 2:1型：型：Ag2CrO4 =2Ag+CrO42-Ksp4s3 因此，对于同类型的难溶物，因此，对于同类型的难溶物，Ksp 越小，溶解度越小，溶解度 s越小。不同类型的必须经计算后才能进行比较。如：越小。不同类型的必须经计算后才能进行比较。如：类型类型 Ksp S(molL-1)AgCl 1.5610-10 1.25 10-5 Ag2CrO4 9.0 10-12 1.31 10-4三三.溶度积规则溶度积规则 Qi=Ksp 是饱和溶液，无沉淀析出；是饱和溶液，无沉淀析出；Qi Ksp 是过饱和溶液，溶液不稳定，会析出沉淀是过饱和溶液
4、，溶液不稳定，会析出沉淀 直至饱和为止。直至饱和为止。离子积离子积 某难溶电解质溶液中，其离子浓度系某难溶电解质溶液中，其离子浓度系数次方之积称离子积，用数次方之积称离子积，用 Qi 表示。表示。离子积和浓度商意义是相同的，溶度积是离子积离子积和浓度商意义是相同的，溶度积是离子积的一种特例（平衡态的离子积）。的一种特例（平衡态的离子积）。溶度积溶度积规则规则 根据根据 Qi 和和 Ksp 的相对大小，的相对大小，判断沉淀判断沉淀是否生成或溶解的规则称溶度积规则。是否生成或溶解的规则称溶度积规则。四四.同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应 1.同离子效应使难溶电解质的溶解度降低。同离子效应使难溶
5、电解质的溶解度降低。例：例：求求298K时，时，BaSO4在在0.010 molL-1 Na2SO4 溶液溶液 中的溶解度中的溶解度(gL-1)。Ksp(BaSO4)=1.0810-10解：设所求解：设所求BaSO4的溶解度为的溶解度为s molL-1 平衡浓度平衡浓度/molL-1 s 0.010+s=0.010 Ksp=0.010s=1.0810-10 s=1.0810-8 molL-1BaSO4 的式量为的式量为 233.3 s 1.0810-8molL-1233.3gmol-1 2.5210-6 gL-1BaSO4 Ba2+SO42-2.盐效应增大难溶物的溶解度盐效应增大难溶物的溶解度
6、 溶液中加入不含相同离子的可溶性盐，可以增大溶液中加入不含相同离子的可溶性盐，可以增大难溶电解质的溶解度的现象称盐效应。难溶电解质的溶解度的现象称盐效应。盐效应盐效应作用原理作用原理 盐效应是由于溶液中的离子强度增大，盐效应是由于溶液中的离子强度增大，使离子的活度降低，从而使使离子的活度降低，从而使Qi Ksp 的方法都可促使沉淀的生成。的方法都可促使沉淀的生成。凡是可以使凡是可以使 Qi Ksp的方法是应用同离子效应，请看下例的方法是应用同离子效应，请看下例 例：将等体积的例：将等体积的410-3 molL-1AgNO3和和410-3 molL-1 K2CrO4混合，是否能析出混合，是否能析
7、出AgCrO4沉淀？沉淀？解：解：等体积混合后各离子的浓度减少为原来的一半：等体积混合后各离子的浓度减少为原来的一半：C =210-3 molL-1 Qi=(210-3)2(210-3)=810-9 Ksp 9.010-12 Qi 所以有沉淀所以有沉淀Ag2CrO4析出。析出。促使促使 Qi Ksp 的方法是应用生成弱电解质或气体的方法是应用生成弱电解质或气体或配位化合物或氧化还原反应而降低离子的浓度。或配位化合物或氧化还原反应而降低离子的浓度。一生成一生成弱电解质弱电解质或气体或气体难溶氢氧化物、难溶弱酸盐等可溶于酸，这难溶氢氧化物、难溶弱酸盐等可溶于酸，这是由于生成了弱电解质水或弱酸的缘故
8、。是由于生成了弱电解质水或弱酸的缘故。ZnS+2H+=Zn2+H2S二氧化还原反应二氧化还原反应 3CuS+8HNO3=Cu(NO3)2+3S2NO4H2O三生成配位化合物三生成配位化合物 AgCl2NH3=Ag(NH3)2+Cl-Mg(OH)2 Mg2+2OH-2HCl 2Cl-+2H+2H2O+2 酸度对沉淀平衡的影响酸度对沉淀平衡的影响 凡是酸度能改变凡是酸度能改变 Qi 值的沉淀平衡，通过控制溶液值的沉淀平衡，通过控制溶液的的PH值，可以使平衡向有利的方向进行。值，可以使平衡向有利的方向进行。例：计算欲使例：计算欲使0.01 molL-1 Fe3+开始沉淀和沉淀完全时开始沉淀和沉淀完全
9、时 (指离子浓度指离子浓度 10-5 mol-1L-1)的的PH值。值。解：解：(1)计算计算开始沉淀的开始沉淀的pH值值 Ksp=Fe3+OH-3=1.110-36开始沉淀时：开始沉淀时：Fe3+=0.01pOH12-lg4.7911.32 pH14-11.322.68(2)沉淀完沉淀完全时的全时的pH值值 Fe3+=10-5 molL-1 POH=10.32 PH=3.68 Fe(OH)3 Fe3+3OH-KspFe3+OH-=4.7910-12（mol-1L-1）3KspFe3+OH-=4.7910-11（mol-1L-1）3一些难溶氢氧化物沉淀的一些难溶氢氧化物沉淀的pH值值 注：金属
10、离子的起始浓度为注：金属离子的起始浓度为0.01 molL-1 例例：计算使计算使0.10mol MnS、ZnS、CuS溶解于溶解于 1L 盐酸盐酸 中所需盐酸的最低浓度中所需盐酸的最低浓度.解：硫化物在酸中的溶解平衡：解：硫化物在酸中的溶解平衡：K=M2+H2SH+2 Ksp K1K2H+=K1K2M2+H2SKsp MS M2+S2-Ksp S2-+2H+H2S K=1/K1K2+:MS+2H+M2+H2S K=Ksp K1K2 刚好全部溶解时的金属离子浓度：刚好全部溶解时的金属离子浓度：M2+=0.10 molL-1 查表查表:K1=5.710-8 K2=1.210-15 H2S=0.1
11、 molL-1 K1K2 =6.84 10-23H+=6.84 10-25Ksp查表求各硫化物的溶度积为查表求各硫化物的溶度积为:KspMnS=1.410-15 Ksp ZnS=1.210-23 KspCuS=8.510-45 分别代入后，结果如下：分别代入后，结果如下：硫化物硫化物 溶酸的浓度溶酸的浓度 molL-1 pH 溶解程度溶解程度 MnS 2.210-5 4.7 易溶于稀酸易溶于稀酸 ZnS 0.24 0.6 易溶于稀酸易溶于稀酸 CuS 8.9109 不溶非氧化性酸不溶非氧化性酸3 分步沉淀分步沉淀 同一种沉淀剂可以使溶液中不同离子先后析出的同一种沉淀剂可以使溶液中不同离子先后析
12、出的现象叫分步沉淀。现象叫分步沉淀。在在0.1molL-1的的Cl-和和 I-的溶液中加入的溶液中加入AgNO3溶液，可以发溶液，可以发生分步沉淀生分步沉淀Cl-I-AgI Cl-AgCl AgNO3AgNO3Ksp AgI=1.510-16 Ksp AgCl=1.5610-10溶解度小溶解度小优先沉淀优先沉淀I-离子开始沉淀时离子开始沉淀时I-=0.1molL-1Ag+=1.510-15 molL-1Ksp I-Cl-离子开始沉淀离子开始沉淀Cl-=0.1 molL-1Ag+=1.5610-9 molL-1Ksp Cl-AgCl开始析出时，溶液中的开始析出时，溶液中的 I-浓度为：浓度为：I
13、-=-=9.610-8 molL-1 Ksp Ag+4 沉淀的转化沉淀的转化 在含有沉淀的溶液中，加入适当试剂，与某一离在含有沉淀的溶液中，加入适当试剂，与某一离子结合成为更难溶和物质，叫做沉淀的转化。子结合成为更难溶和物质，叫做沉淀的转化。下面是一份沉淀转化的实验报告下面是一份沉淀转化的实验报告:PbCl2 (白白)PbI2 (黄黄)PbSO4 (白白)PbCrO4 (黄黄)PbS (黑黑)加加KI溶液溶液加加NaSO4溶液溶液加加K2CrO4溶液溶液加加Na2S溶液溶液PbCl2+2I-=PbI2+2Cl-PbI2+SO42-=PbSO4+2I-PbSO4+CrO42-=PbCrO4+SO
14、42-PbCrO4+S2-=PbS+CrO42-弱酸的电离平衡：弱酸的电离平衡：H+=KaC (5%)弱碱的电离平衡：弱碱的电离平衡：OH-=KaC (5%)弱酸盐的水解平衡：弱酸盐的水解平衡：OH-=KhC (Kh =)KWKa弱碱盐的水解平衡：弱碱盐的水解平衡：OH-=KhC (Kh =)KWKa缓冲溶液：缓冲溶液：H+Ka C酸酸 C盐盐pH=pKa-logC酸酸C盐盐OH-Kb C碱碱 C盐盐pOH=pKb-logC碱碱C盐盐有关计算公式：有关计算公式：溶度积与溶解度的关系：溶度积与溶解度的关系：Ksp=aabbs(a+b)离子的离子的 f 值和离子强度的关系值和离子强度的关系活活 度
15、度 因因 子子 f 值值离子强度离子强度(I)(I)Z=1Z=2Z=3Z=41 10-40.990.950.900.832 10-40.980.940.870.773 10-40.970.900.800.671 10-30.960.860.730.562 10-30.950.810.640.455 10-30.920.720.510.301 10-20.890.630.390.192 10-20.870.570.280.125 10-20.810.440.150.040.10.780.330.080.010.20.700.240.040.0030.30.66-0.50.62-第九章第九章 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 P264265 总结与思考题：总结与思考题：2、3、4。作业：作业：1、2、4、6、7、9、10、13、16。