《第10章沉淀平衡.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第10章沉淀平衡.ppt（37页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第10章 沉淀平衡,10-1-2 溶度积原理 对于沉淀-溶液平衡： AmBn mAn+ + nBm- 非平衡态时：J = Cm(An+ )Cn(B m-) 平衡态时：Ksp = An+ mB m-n,以上关系称为溶度积规则，J 称为离子积，利用此规则判断沉淀的生成和溶解。 J = Ksp是饱和溶液，无沉淀析出，达到动态平衡； J Ksp 是过饱和溶液，反应向生成沉淀方向（逆向）进行，直至饱和为止。 溶解和沉淀的生成两过程相互转化是以离子浓度为条件的。,上式为AB型（1：1）溶解度计算式，同理可导出AB2和A2B型： SAg2CrO4= = =6.5*10-5mol.l-1 相同类型的电解质，可
2、以通过溶度积数据直接比较溶解度大小，不同类型，不可直接比较。 严格讲 Ksp 是平衡时的活度之积.因为难溶盐的饱和溶液的浓度肯定非常小，所以用浓度代替活度是合理的,解题的一般步骤,1） 写出化学方程式； 2） 用溶解度 S 表示出平衡浓度； * 关键步骤; 3） 写出 Ksp 的表达式； 4） 将已知数据代入后，求值或解方程,必须指出： 溶度积与溶解度的换算式不适用于易水解的难溶电解质（如：ZnS、PbS） S2-+H2O HS-+OH- (不计二级水解) 结果：S2-浓度大大低于溶解度,10-1-4 难溶电解质沉淀的生成与溶解 1、沉淀的生成 沉淀生成的必要条件：根据溶度积规则，在难溶电解质
3、溶液中是 Qi Ksp,盐效应产生的原因是溶液中离子强度增大而使有效浓度（活度）减少所至。 同离子效应常有伴效应，其结果是相反的，主要取决那种影响大，对于稀溶液可不考虑盐效应。 加入过量的沉淀剂可使沉淀离子沉淀完全。 （一般浓度小于10-5mol.l-1，认为沉淀完全）,Mn+沉淀完全时，溶液中 c(Mn+) 10-5mol.l-1， OH-最低浓度为：,10-2 沉淀与溶解 使离子积小于溶度积，即QiKsp， 有以下几种途径。 （1）转化生成弱电解质,生成弱酸：,如：CuS和FeS，前者Ksp更小，所以CuS不溶于HCl，而FeS溶于HCl。 如：溶度积很小的Fe(OH)3、Al（OH)3不
4、溶于铵盐，但溶于酸。这是因为加酸后生成水，加NH4+后生成NH3H2O，而水是比氨水更弱的电解质。,（2）发生氧化还原反应 上面提到的CuS不溶于HCl，但却溶于硝酸。 3CuS + 8HNO3 =3Cu(NO3)2 + 3S +2NO + 4H2O,10-2 -3沉淀转化 一、分步沉淀； 离子积Qi首先超过其溶度积的难溶电解质先沉淀 ，这种现象称为分步沉淀。 例：在含有0.1mol/L的Cl-和I-的溶液中，逐渐加入AgNO3可能有下列反应：,Ag+ + Cl- = AgCl Ksp (AgCl) =1.56*10-10 Ag+ + I- = AgI Ksp (AgI) = 1.5*10-1
5、6 所以Cl-开始沉淀需要Ag+为： Ag+ = =1.56*10-9mol/L I-开始沉淀需要Ag+为： Ag+ = =1.5*10-15mol/L,显然I-先开始沉淀，因它需要的Ag+浓度小，浓度积Qi先大于溶度积。 对于同一类型，也可比较Ksp来确定。,根据多重平衡规律： 这种转化常常被人们利用，如：处理锅垢（含CaSO4），由于CaSO4难溶于酸，利用Na2CO3使之转化为CaCO3。,有关沉淀反应的计算示例 例1 在25下，将固体AgCl 放入纯水中，不断搅拌并使系统中有剩余的未溶解的AgCl。几天后，确实达到沉淀-溶解平衡时，测定AgCl 的溶解度为1.9210-3 gL-1。试
6、求该温度下AgCl 的溶度积。,解：已知Mr (AgCl) = 143.3，将AgCl 的溶解度单位换算为mol L-1，则其溶解度S 为： S( molL-1) =1.92 10-3/143.3 = 1.3410-5 molL-1 假设在AgCl 饱和溶液中，溶解了的AgCl 完全解离： AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq) 平衡浓度/(molL-1) S S K sp (AgCl) = c(Ag+)c(Cl-) = S2 = 1.8010-10 同样，可从溶度积计算难溶电解质的溶解度。,例2 已知25时Ag2CrO4 的溶度积为1.110-12， 试求Ag2CrO4 (
7、s)在水中的溶解度（gL-1）。,解：设Ag2CrO4(s)的溶解度为x molL- 。 Ag2CrO4(s) 2Ag+（aq）+CrO42-(aq) 平衡浓度/(molL-1) 2x x K sp （Ag2CrO4）= c(Ag+)2 c(CrO42-) 1.110-12 = 4x3, x = 6.510-5 Mr (Ag2CrO4) = 331.7， Ag2CrO4 在水中的溶解度S 为： S = 6.510-5331.7 gL-1 = 2.210-2 gL-1,例6 计算25下CaF2 (s) (1)在水中，（2）在0.010 molL-1Ca (NO3)2 溶液，（3）在0.010 m
8、ol L-1 NaF 溶液中的溶解度（molL-1）。比较三种情况下溶解度的相对大小。,（1）CaF2(s)在纯水中的溶解度为S1，设S1 = x molL- K sp (CaF2) = c (Ca2+)c (F-)2 1.410-9 = x (2x)2 = 4x3 x = 7.010-4 S1 = c (Ca2+) = 7.010-4 molL-1,（2）CaF2 (s)在0.010 molL-1 Ca(NO3)2 溶液中的溶解度为S2，设S2 = y molL-1。特别注意，此时，S2c (Ca2+)c (F-)。 CaF2(s) Ca2+(aq) + 2F-(aq) 平衡浓度/（molL
9、-1） 0.010+y 2y 1.410-9 = (0.010+y) (2y)2 0.010 + y 0.010 y = 1.910-4 S2 =2 c (F-) = 1.910-4 molL-1,（3）CaF2 (s)在0.010 molL- NaF 溶液中的溶解度为S3，设S3 = z molL- 。此时S3 =(Ca2+)。 CaF2 (s) Ca2+(aq) + 2F-(aq) 平衡浓度/（molL-1） z 0.010+2z 1.410-9 = z (0.010+2 z) 2 z = 1.410-5 S3 = 1.510-5 molL-1 比较S1，S2 和S3 的计算结果，在纯水中CaF2 的溶解度最大。在Ca(NO3)2 与CaF2 中均 含有Ca2+；NaF 与CaF2 中都含有相同离子F-。Ca(NO3)2，NaF 强电解质。CaF2 在含有相同 离子（Ca2+或F-）的强电解质溶液中溶解度均有所降低。这种难溶电解质在含有相同离子的强电解质溶液中溶解度降低的现象，称为难溶电解质的同离子效应。,本章小结 溶度积的意义、溶度积规则、沉淀生成与溶解 (盐效应)、分步沉淀、沉淀转化及影响因素 有关淀溶解平衡的计算,